JP7307032B2 - Electrode-defined non-suspended acoustic resonator - Google Patents

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Description

発明の分野
本発明は、バルク音響共振器に関し、より詳しくは、共振器本体と、任意選択で、共振器本体の1つまたは複数の導電層に電気信号を供給するのに使用することができる1つまたは複数の接続構造体とを有するバルク音響共振器に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to bulk acoustic resonators, and more particularly can be used to provide electrical signals to the resonator body and, optionally, to one or more conductive layers of the resonator body. Bulk acoustic resonator with one or more connection structures.

関連技術の説明
無線周波数通信は、1980年代の「1G」システムから、1990年代の「2G」システム、2000年代初期の「3G」システム、2012年に標準化された現在の「4G」システムへと進化してきた。現在のRF通信では、RF信号は、表面弾性波(SAW)フィルタまたはバルク弾性波(BAW)フィルタを用いてフィルタリングされる。
Description of the Related Art Radio frequency communications have evolved from the '1G' system of the 1980's to the '2G' system of the 1990's to the '3G' system of the early 2000's to the current '4G' system which was standardized in 2012. I've been In current RF communications, RF signals are filtered using surface acoustic wave (SAW) filters or bulk acoustic wave (BAW) filters.

薄膜バルク音響共振器(FBAR:film-bulk-acoustic-resonator)および固体マウント共振器(SMR:Solid-Mounted-Resonator)は、現在の4G RF通信が、SAWフィルタ素子と比較して、相対的に高い周波数で相対的に低い挿入損失により共振することができることを可能にする圧電駆動型の微小電気機械システム(MEMS)素子である2種類のBAWフィルタである。これらのBAW音響共振器は、一例において、薄膜上面電極と薄膜底面電極との間に挟み込まれた圧電材料の薄膜を含む圧電スタックを備える。そのような圧電スタックの共振周波数は、厚さベースであるか、または圧電スタックの薄膜の厚さによる。共振周波数は、圧電スタックの薄膜の厚さが減少するにつれて増加する。共鳴体の膜厚は、決定的に重要であり、望ましい共振周波数に対して正確に制御されなければならない。目標としたまたは指定したRF周波数に対してFBARおよびSMR製造工程の妥当な歩留りの達成のために、圧電スタックの異なる領域を調節して、高レベルの厚さ均一性を実現するのは困難であり、時間がかかる。 Film-bulk-acoustic-resonators (FBARs) and solid-mounted-resonators (SMRs) provide current 4G RF communications with relatively Two types of BAW filters are piezoelectrically driven micro-electro-mechanical system (MEMS) elements that allow them to resonate at high frequencies with relatively low insertion loss. These BAW acoustic resonators, in one example, comprise a piezoelectric stack that includes a thin film of piezoelectric material sandwiched between a thin film top electrode and a thin film bottom electrode. The resonant frequency of such a piezoelectric stack is thickness-based or depends on the thickness of the thin films of the piezoelectric stack. The resonant frequency increases as the thin film thickness of the piezoelectric stack decreases. The thickness of the resonator is critical and must be precisely controlled for the desired resonant frequency. To achieve reasonable yields of FBAR and SMR manufacturing processes for a targeted or specified RF frequency, it is difficult to adjust different regions of the piezoelectric stack to achieve a high level of thickness uniformity. Yes, it takes time.

開発されている5G RF通信システムは、最終的には、数百MHzから1.8GHzの間のRF周波数で動作する前述のより低い性能の旧世代の通信システムに取って代わる。5Gシステムは、その代わりに、よりずっと高い、例えば、3~6GHz(6GHz未満)の、場合により、最大100GHz程度までのRF周波数で動作する。 The 5G RF communication systems being developed will eventually replace the aforementioned lower performance previous generation communication systems operating at RF frequencies between a few hundred MHz and 1.8 GHz. 5G systems instead operate at much higher RF frequencies, eg, 3-6 GHz (below 6 GHz), possibly up to around 100 GHz.

この周波数の増加のため、5G用途のFBARおよびSMRベースのRFフィルタの膜厚は、共振周波数を増加させるために低減させなければならないであろうし、それが、現在の最高水準のBAW音響共振器が直面する課題のうちの1つである。圧電膜厚の低減は、圧電スタックの上面電極と底面電極との間の距離も低減され、それにより、電気容量の増加がもたらされることを意味する。この電気容量の増加は、RF信号のより高いフィードスルーをもたらし、信号対雑音比を低減し、それは望ましくない。圧電スタック(上面電極、底面電極、上面電極と底面電極との間に挟み込まれた圧電層を含む)の最適圧電結合効率は、圧電層の厚さと、上面電極の厚さと、底面電極の厚さと、圧電性結晶の配列および方位との適切な組合せから生じ得る。5G通信に対して望ましくは高いRF周波数動作を実現するための圧電膜厚の低減は、最適圧電結合効率の達成を可能にしない場合があり、それは結果としてより高い挿入損失およびより高い運動インピーダンスとなる。上面電極、底面電極、または両方のうちのいずれかの電極の厚さは、低減される必要がある場合もある。電極厚の低減は、電気抵抗率の増加をもたらし、それは別の望ましくない制約、すなわち、より高い挿入損失をもたらす。 Due to this frequency increase, the film thickness of FBAR and SMR-based RF filters for 5G applications will have to be reduced to increase the resonant frequency, which is the current state-of-the-art BAW acoustic resonator. is one of the challenges facing Reducing the piezoelectric film thickness means that the distance between the top and bottom electrodes of the piezoelectric stack is also reduced, resulting in an increase in capacitance. This increase in capacitance results in higher feedthrough of RF signals and reduces the signal-to-noise ratio, which is undesirable. The optimum piezoelectric coupling efficiency of a piezoelectric stack (including a top electrode, a bottom electrode, and a piezoelectric layer sandwiched between the top and bottom electrodes) is determined by the thickness of the piezoelectric layer, the thickness of the top electrode, and the thickness of the bottom electrode. , can result from a suitable combination with the alignment and orientation of the piezoelectric crystal. Reducing the piezoelectric film thickness to achieve the desired high RF frequency operation for 5G communications may not allow achieving optimal piezoelectric coupling efficiency, which results in higher insertion loss and higher kinetic impedance and Become. The thickness of the electrodes, either the top electrode, the bottom electrode, or both, may need to be reduced. A reduction in electrode thickness results in an increase in electrical resistivity, which leads to another undesirable constraint, namely higher insertion loss.

さらに、FBARおよびSMR素子の周波数と品質係数(またはQ)との積は、典型的には一定であり、それは共振周波数の増加がQの減少をもたらすことを意味する。Qの減少は、特にFBARおよびSMRのQの最高水準が周波数2.45GHz以下において理論的限界に近づいていると仮定すると望ましくない。したがって、周波数を倍増することにより、Q値の低減がもたらされ、それはRFフィルタ、RF共振器、RFスイッチ、RF発振器などのRF素子を製作するのには望ましくない。 Furthermore, the product of frequency and quality factor (or Q) for FBAR and SMR elements is typically constant, meaning that increasing the resonant frequency results in a decreasing Q. The reduction in Q is undesirable, especially given that the highest levels of FBAR and SMR Q are approaching theoretical limits at frequencies below 2.45 GHz. Therefore, frequency doubling results in a reduction in Q factor, which is undesirable for fabricating RF devices such as RF filters, RF resonators, RF switches, RF oscillators.

一般にバルク音響モードで、優先的には横共振モードで動作することができる共振器本体が提供される。共振器本体の底面は、実装基板またはキャリアに実装または結合でき、その一方で、依然としてRFフィルタ、RF共振器、RFスイッチ、RF発振器などとしての共振器本体の使用を可能にすることができる。 A resonator body is provided that can operate generally in bulk acoustic mode, preferentially in transverse resonant mode. The bottom surface of the resonator body can be mounted or bonded to a mounting substrate or carrier while still allowing use of the resonator body as an RF filter, RF resonator, RF switch, RF oscillator, or the like.

共振器本体と、電気信号が共振器本体の1つまたは複数の導電層に提供されることを可能にする1つまたは複数の接続構造体とを含むバルク音響共振器も提供される。1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、1つまたは複数の接続構造体は、共振器本体と同じ材料の層と一体にすることができ、および/またはそれから形成することができ、その結果、バルク音響共振器は一体品であることができる。一体品のバルク音響共振器の底面は、実装基板またはキャリアに実装または結合でき、その一方で、依然としてRFフィルタ、RF共振器、RFスイッチ、RF発振器などとしての共振器本体の使用を可能にすることができる。 A bulk acoustic resonator is also provided that includes a resonator body and one or more connection structures that enable electrical signals to be provided to one or more conductive layers of the resonator body. In one preferred and non-limiting embodiment or example, the one or more connection structures may be integral with and/or formed from the same layer of material as the resonator body, As a result, the bulk acoustic resonator can be a single piece. The bottom surface of the one-piece bulk acoustic resonator can be mounted or bonded to a mounting substrate or carrier while still allowing use of the resonator body as an RF filter, RF resonator, RF switch, RF oscillator, etc. be able to.

本発明のこれらのおよび他の特徴は、添付の図面を参照する以下の説明から、より明らかとなるであろう。 These and other features of the invention will become more apparent from the following description, which refers to the accompanying drawings.

本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の側面図(例えば、本明細書では、非サスペンデッドバルク音響共振器の第1および第2の例を説明するのに使用される)である。Side view of one preferred and non-limiting embodiment or example of an unsuspended bulk acoustic resonator in accordance with the principles of the present invention (e.g., herein the first and second examples of an unsuspended bulk acoustic resonator). used to describe the 本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の側面図である。1 is a side view of one preferred and non-limiting embodiment or example of an unsuspended bulk acoustic resonator in accordance with the principles of the present invention; FIG. 本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の側面図である。1 is a side view of one preferred and non-limiting embodiment or example of an unsuspended bulk acoustic resonator in accordance with the principles of the present invention; FIG. 本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の上面導電層、任意選択の底面導電層、または両方として使用することができる交互嵌合電極の形の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の単独平面図である。One preferred and non-limiting embodiment in the form of interdigitated electrodes that can be used as the top conductive layer, the optional bottom conductive layer, or both of a non-suspended bulk acoustic resonator according to the principles of the present invention or 1 is an example isolated plan view; FIG. 本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の上面導電層、任意選択の底面導電層、または両方として使用することができる櫛歯電極の形の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の単独平面図である。One preferred and non-limiting embodiment or example in the form of an interdigitated electrode that can be used as the top conductive layer, the optional bottom conductive layer, or both, of a non-suspended bulk acoustic resonator in accordance with the principles of the present invention. is a single plan view of the. 本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の上面導電層、任意選択の底面導電層、または両方として使用することができる薄板電極の形の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の単独平面図である。One preferred and non-limiting embodiment or example in the form of a thin plate electrode that can be used as the top conductive layer, the optional bottom conductive layer, or both, of an unsuspended bulk acoustic resonator in accordance with the principles of the present invention. It is a single plan view. 図1~3のそれぞれにおける線A-Aに沿った、好ましいおよび非限定的な実施形態または例の断面図である。4 is a cross-sectional view of preferred and non-limiting embodiments or examples along line AA in each of FIGS. 1-3; FIG. 図1~3のそれぞれにおける線B-Bに沿った、好ましいおよび非限定的な実施形態または例の断面図である。4 is a cross-sectional view of preferred and non-limiting embodiments or examples along line BB in each of FIGS. 1-3; FIG. 図1~3のそれぞれにおける線A-Aに沿った、好ましいおよび非限定的な実施形態または例の断面図である。4 is a cross-sectional view of preferred and non-limiting embodiments or examples along line AA in each of FIGS. 1-3; FIG. 図1~3のそれぞれにおける線B-Bに沿った、好ましいおよび非限定的な実施形態または例の断面図である。4 is a cross-sectional view of preferred and non-limiting embodiments or examples along line BB in each of FIGS. 1-3; FIG. 図1~3のそれぞれにおける線A-Aに沿った、好ましいおよび非限定的な実施形態または例の断面図である。4 is a cross-sectional view of preferred and non-limiting embodiments or examples along line AA in each of FIGS. 1-3; FIG. 図1~3のそれぞれにおける線B-Bに沿った、好ましいおよび非限定的な実施形態または例の断面図である。4 is a cross-sectional view of preferred and non-limiting embodiments or examples along line BB in each of FIGS. 1-3; FIG. 図7A~7Bに示すように第1および第2の接続構造体の、およびテザー導体の両側の材料が除去された、本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の側面図である。One preferred and non-limiting non-suspended bulk acoustic resonator in accordance with the principles of the present invention in which the material on both sides of the first and second connection structures and the tether conductor is removed as shown in FIGS. 7A-7B 1 is a side view of an exemplary embodiment or example; FIG. 図1~3のそれぞれにおける線A-Aに沿った、好ましいおよび非限定的な実施形態または例の断面図である。4 is a cross-sectional view of preferred and non-limiting embodiments or examples along line AA in each of FIGS. 1-3; FIG. 図1~3のそれぞれにおける線B-Bに沿った、好ましいおよび非限定的な実施形態または例の断面図である。4 is a cross-sectional view of preferred and non-limiting embodiments or examples along line BB in each of FIGS. 1-3; FIG. 図8A~8Bに示すように第1および第2の接続構造体の、およびテザー導体の両側の材料が除去された、本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の側面図である。One preferred and non-limiting non-suspended bulk acoustic resonator according to the principles of the present invention in which the material on both sides of the first and second connection structures and the tether conductors has been removed as shown in FIGS. 8A-8B 1 is a side view of an exemplary embodiment or example; FIG. 図8A~8Bに示すように第1および第2の接続構造体の、およびテザー導体の両側の材料が除去された、本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の側面図である。One preferred and non-limiting non-suspended bulk acoustic resonator according to the principles of the present invention in which the material on both sides of the first and second connection structures and the tether conductors has been removed as shown in FIGS. 8A-8B 1 is a side view of an exemplary embodiment or example; FIG. 図1~3のそれぞれにおける線A-Aに沿った、好ましいおよび非限定的な実施形態または例の断面図である。4 is a cross-sectional view of preferred and non-limiting embodiments or examples along line AA in each of FIGS. 1-3; FIG. 図1~3のそれぞれにおける線B-Bに沿った、好ましいおよび非限定的な実施形態または例の断面図である。4 is a cross-sectional view of preferred and non-limiting embodiments or examples along line BB in each of FIGS. 1-3; FIG. 図9A~9Bに示すように第1および第2の接続構造体の、およびテザー導体の両側の材料が除去された、本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の側面図である。One preferred and non-limiting non-suspended bulk acoustic resonator in accordance with the principles of the present invention in which the material on both sides of the first and second connection structures and the tether conductor is removed as shown in FIGS. 9A-9B 1 is a side view of an exemplary embodiment or example; FIG. 図9A~9Bに示すように第1および第2の接続構造体の、およびテザー導体の両側の材料が除去された、本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の側面図である。One preferred and non-limiting non-suspended bulk acoustic resonator in accordance with the principles of the present invention in which the material on both sides of the first and second connection structures and the tether conductor is removed as shown in FIGS. 9A-9B 1 is a side view of an exemplary embodiment or example; FIG. 薄板電極の形で底面導電層と、1.8μmのフィンガ・ピッチを有する、櫛歯電極の形で上面導電層とを有する共振器本体の周波数対dBのプロットである。FIG. 5 is a plot of frequency versus dB for a resonator body having a bottom conductive layer in the form of thin plate electrodes and a top conductive layer in the form of interdigitated electrodes with a finger pitch of 1.8 μm. 本明細書に説明する、非サスペンデッドバルク音響共振器の第1から第6の例の周波数応答を説明するのに使用することができる、特に、モード3およびモード4共振周波数を示す周波数対正規化された振幅の例示的なプロットである。Frequency versus normalization that can be used to describe the frequency responses of the first through sixth examples of non-suspended bulk acoustic resonators described herein, particularly showing mode 3 and mode 4 resonance frequencies 4 is an exemplary plot of measured amplitudes; 本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の側面図(例えば、本明細書では、非サスペンデッドバルク音響共振器の第3の例を説明するのに使用される)である。Side view of one preferred and non-limiting embodiment or example of an unsuspended bulk acoustic resonator in accordance with the principles of the present invention (e.g., a third example of an unsuspended bulk acoustic resonator is described herein). ). 本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の側面図(例えば、本明細書では、非サスペンデッドバルク音響共振器の第4および第5の例を説明するのに使用される)である。Side view of one preferred and non-limiting embodiment or example of an unsuspended bulk acoustic resonator in accordance with the principles of the present invention (e.g., the fourth and fifth examples of unsuspended bulk acoustic resonators shown herein). used to describe the 本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器の1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例の側面図(例えば、本明細書では、非サスペンデッドバルク音響共振器の第6の例を説明するのに使用される)である。Side view of one preferred and non-limiting embodiment or example of an unsuspended bulk acoustic resonator in accordance with the principles of the present invention (e.g., a sixth example of an unsuspended bulk acoustic resonator is described herein). ).

以下の詳細な説明のために、本発明は、明示的にそれとは反対に記載されている場合を除き、様々な代替変形およびステップの連続をとることができることを理解されたい。以下の特許明細書に説明する具体的な素子および方法は、単に本発明の例示的な実施形態、例、または態様に過ぎないことも理解されたい。さらに、好ましいおよび非限定的な実施形態、例、または態様において、任意の動作例における以外、または特に他の指示がない限り、本特許明細書および特許請求の範囲において使用される要素の数量を表すすべての数は、すべての場合において「約(about)」という用語によって修飾されると理解されるものとする。したがって、特にそれとは反対の指示がない限り、以下の特許明細書および添付の特許請求の範囲に記述されている数値パラメータは、本発明によって取得される所望の特性により変化し得る近似値である。したがって、各数値パラメータは、少なくとも報告された有効桁の数に照らして、および通常の丸め技法を適用することによって解釈するべきである。 For purposes of the following detailed description, it is to be understood that the invention is capable of various alternative variations and sequence of steps, except where expressly stated to the contrary. It is also to be understood that the specific devices and methods described in the following patents are merely exemplary embodiments, examples, or aspects of the present invention. Further, in preferred and non-limiting embodiments, examples, or aspects, the quantities of elements used in the specification and claims are All numbers expressed are to be understood as being modified in all instances by the term "about." Accordingly, unless indicated to the contrary, the numerical parameters set forth in the following patent specification and attached claims are approximations that may vary depending on the desired properties to be obtained by the present invention. . Therefore, each numerical parameter should be interpreted at least in light of the reported number of significant digits and by applying normal rounding techniques.

本発明の広範な範囲を記述した数値範囲およびパラメータが近似値であるにもかかわらず、具体的な例において記述された数値は、可能な限り正確に報告される。しかし、任意の数値は、本質的に、それらのそれぞれの試験測定において見出された標準偏差から必然的に生じるある誤差を含む。 Notwithstanding that the numerical ranges and parameters setting forth the broad scope of the invention are approximations, the numerical values set forth in the specific examples are reported as precisely as possible. Any numerical value, however, inherently contains certain errors necessarily resulting from the standard deviation found in their respective testing measurements.

また、本明細書に列挙された任意の数値範囲は、それに包含されるすべての部分範囲を含むことが意図されていることを理解されたい。例えば、「1から10」の範囲は、列挙された最小値の1から列挙された最大値の10の間の(およびそれらを含む)、すなわち、1以上の最小値および10以下の最大値を有する、すべての部分範囲を含むことが意図されている。 Also, it should be understood that any numerical range recited herein is intended to include all subranges subsumed therein. For example, a range of "1 to 10" means between (and inclusive) the minimum recited value of 1 and the maximum recited value of 10, i.e., a minimum value of 1 or greater and a maximum value of 10 or less. It is intended to include all subranges having.

添付の図面に示し、以下の特許明細書に説明する具体的な素子および工程は、単に本発明の例示的な実施形態、例、または態様に過ぎないことも理解されたい。したがって、本明細書に開示する実施形態、例、または態様に関連した具体的な寸法および他の物理的特性は、限定的とはみなされないものとする。本発明のある好ましいおよび非限定的な実施形態、例、または態様は、同じ参照番号が同じまたは機能的に同等の要素に対応する添付の図を参照して説明する。 It is also to be understood that the specific elements and processes illustrated in the accompanying drawings and described in the following patent specification are merely exemplary embodiments, examples, or aspects of the present invention. Accordingly, specific dimensions and other physical characteristics associated with embodiments, examples, or aspects disclosed herein are not to be considered limiting. Certain preferred and non-limiting embodiments, examples, or aspects of the invention are described with reference to the accompanying figures, in which like reference numerals correspond to like or functionally equivalent elements.

本出願において、特に他の記載がない限り、単数の使用は、複数を含むことができ、複数は、単数を包含する。さらに、本出願において、特に他の記載がない限り、「または(or)」の使用は、たとえ「および/または(and/or)」が、ある場合において明確に使用することができても、「および/または(and/or)」を意味する。さらに、本出願において、特に他の記載がない限り、「1つの(a)」または「1つの(an)」の使用は、「少なくとも1つの(at least one)」を意味する。 In this application, the use of the singular can include the plural and the plural includes the singular unless specifically stated otherwise. Furthermore, in this application, unless stated otherwise, the use of "or" is used even though "and/or" can clearly be used in some cases. means "and/or"; Further, in this application, unless stated otherwise, the use of "a" or "an" means "at least one."

以下説明のために、「端部(end)」、「上の(upper)」、「下の(lower)」、「右の(right)」、「左の(left)」、「垂直の(vertical)」、「水平の(horizontal)」、「上面(top)」、「底面(bottom)」、「横の(lateral)」、「縦の(longitudinal)」という用語およびその派生語は、図面の図において正しい位置に置かれている例に関するものとする。しかし、例は、明示的にそれとは反対に記載されている場合を除き、様々な代替変形およびステップの連続をとることができることを理解されたい。添付の図面に示し、以下の特許明細書に説明する具体的な例は、単に本発明の例示的な例または態様に過ぎないことも理解されたい。したがって、本明細書に開示する具体的な例または態様は、限定的と解釈されないものとする。 For purposes of explanation, "end", "upper", "lower", "right", "left", "vertical ( The terms "vertical", "horizontal", "top", "bottom", "lateral", "longitudinal" and their derivatives are used to are placed in the correct position in the figure of FIG. However, it is to be understood that the examples can take on various alternative variations and sequence of steps, except where expressly stated to the contrary. It is also to be understood that the specific examples shown in the accompanying drawings and described in the following patent specification are merely illustrative examples or aspects of the invention. Therefore, the specific examples or aspects disclosed herein are not to be construed as limiting.

図1を参照すると、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、バルク音響モードで動作可能であり得る、本発明の原理による、非サスペンデッドバルク音響共振器(UBAR:unsuspended bulk acoustic resonator)2が、上面から底面に、上面導電層6と、圧電層8と、任意選択の底面導電層10と、素子層12とを備える層のスタックを含むことができる共振器本体4を含むことができる。図1に示す例、UBAR2において、素子層12の底面は、実装することができ、例えば、実装基板またはキャリア14に直接実装することができる。 Referring to FIG. 1, in one preferred and non-limiting embodiment or example, an unsuspended bulk acoustic resonator (UBAR) in accordance with the principles of the present invention may be operable in a bulk acoustic mode. 2 may comprise a resonator body 4 which may comprise a stack of layers comprising, from top to bottom, a top conductive layer 6, a piezoelectric layer 8, an optional bottom conductive layer 10, and a device layer 12. can. In the example shown in FIG. 1, UBAR 2 , the bottom surface of device layer 12 can be mounted, for example, directly to a mounting substrate or carrier 14 .

図2を参照し、引き続き図1を参照すると、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、少なくとも、図2の共振器本体4が素子層12とキャリア14との間に任意選択の基板16を含むことができることを除外して、本発明の原理による別のUBAR2の例が、図1に示すUBAR2と同様であることができる。例において、素子層12の底面は、実装することができ、例えば、基板16の上面に直接実装することができ、基板16の底面は、実装することができ、例えば、キャリア14に直接実装することができる。 2, and with continued reference to FIG. 1, in one preferred and non-limiting embodiment or example, at least the resonator body 4 of FIG. Another example UBAR 2 in accordance with the principles of the invention can be similar to the UBAR 2 shown in FIG. In an example, the bottom surface of the device layer 12 can be mounted, e.g., directly mounted to the top surface of the substrate 16, and the bottom surface of the substrate 16 can be mounted, e.g., directly mounted to the carrier 14. be able to.

図3を参照し、引き続き図1および2を参照すると、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、少なくとも、図3の共振器本体4が素子層12と圧電層8または任意選択の底面導電層10を設けた場合それとの間に任意選択の第2の基板16-1および/または第2の基板16-1と圧電層8または任意選択の底面導電層10を設けた場合それとの間に任意選択の第2の素子層12-1を含むことができることを除外して、本発明の原理による別のUBAR2の例が、図2に示すUBAR2と同様であることができる。1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、適切なおよび/または望ましいと考えられたとき、図3の共振器本体4が、1つまたは複数の追加の素子層12(具体的には図示せず)および/または1つまたは複数の追加の基板16(具体的には図示せず)をさらに含むことができることが想定される。いくつかの素子層12と基板16とを有する共振器本体4の例は、圧電層8または任意選択の底面導電層10を設けた場合それからキャリア14までの例示的な順序において、第1の素子層、第1の基板と、第2の素子層、第2の基板と、第3の素子層、第3の基板と、...等々を含むことができる。共振器本体4が複数の素子層12および/または複数の基板16を含むことができる、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、各素子層12は、同じまたは異なる材料で製作することができ、各基板16は、同じまたは異なる材料で製作することができる。1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、素子層12の数および基板16の数は異なることができる。例において、圧電層8または任意選択の底面導電層10を設けた場合それからキャリア14までの例示的な順序において、共振器本体4は、素子層12-1と、基板16-1と、共振器本体4の最底面層としての素子層12とを含むことができる。各素子層12および各基板16を形成するのに使用することができる材料の例を以下に説明する。 3, and with continued reference to FIGS. 1 and 2, in one preferred and non-limiting embodiment or example, at least the resonator body 4 of FIG. Optional second substrate 16-1 between bottom conductive layer 10, if provided, and/or second substrate 16-1 and piezoelectric layer 8 or optional bottom conductive layer 10, if provided. Another UBAR 2 example in accordance with the principles of the present invention can be similar to the UBAR 2 shown in FIG. 2, except that it can include an optional second device layer 12-1 in between. In one preferred and non-limiting embodiment or example, when deemed appropriate and/or desirable, the resonator body 4 of FIG. not shown) and/or one or more additional substrates 16 (not specifically shown). An example of a resonator body 4 having several element layers 12 and a substrate 16 is shown in the exemplary order from the piezoelectric layer 8 or optional bottom conductive layer 10 to the carrier 14, first element Layers, first substrate, second device layer, second substrate, third device layer, third substrate, . . . and so on. In one preferred and non-limiting embodiment or example in which the resonator body 4 can include multiple device layers 12 and/or multiple substrates 16, each device layer 12 is fabricated from the same or different materials. , and each substrate 16 can be made of the same or different materials. In one preferred and non-limiting embodiment or example, the number of device layers 12 and substrates 16 can be different. In an example, the resonator body 4 includes a device layer 12-1, a substrate 16-1, a resonator and a device layer 12 as the bottommost layer of body 4 . Examples of materials that can be used to form each device layer 12 and each substrate 16 are described below.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図1~3に示すように、1つまたは複数の任意選択の温度補償層90、92、および94を、上面導電層6の上面上に、圧電層8または任意選択の底面導電層10を設けた場合それと素子層12との間に、および/または素子層12(または12-1)と基板16(または16-1)を設けた場合それとの間に設けることができる。各温度補償層は、ケイ素および酸素のうちの少なくとも一方を含むことができる。例において、各温度補償層は、二酸化ケイ素またはケイ素元素および/または酸素元素を含むことができる。1つまたは複数の任意選択の温度補償層90、92、および94は、設けたとき、使用中に発生した熱による、図1~3に示す各共振器本体4の例の共振周波数の変化を回避するのに役立てることができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, one or more optional temperature compensating layers 90, 92, and 94 are deposited on the top surface of top conductive layer 6, as shown in FIGS. , if the piezoelectric layer 8 or the optional bottom conductive layer 10 is provided between it and the device layer 12, and/or if the device layer 12 (or 12-1) and the substrate 16 (or 16-1) are provided can be set between them. Each temperature compensating layer can include at least one of silicon and oxygen. In examples, each temperature compensating layer can include silicon dioxide or elemental silicon and/or elemental oxygen. One or more optional temperature compensating layers 90, 92, and 94, when provided, compensate for changes in the resonant frequency of each example resonator body 4 shown in FIGS. 1-3 due to heat generated during use. can help avoid.

平面図において、本明細書に説明する各共振器本体4および/またはUBAR2は、正方形または長方形を有することができる。しかし、他の形状を有する共振器本体4および/またはUBAR2が想定される。 In plan view, each resonator body 4 and/or UBAR 2 described herein can have a square or rectangular shape. However, resonator bodies 4 and/or UBARs 2 having other shapes are envisioned.

図4A~4Cを参照し、引き続きすべての前の図を参照すると、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、導電層6および任意選択の導電層10の一方または両方は、後面22によって支持され、導電線またはフィンガ24と交互嵌合され、後面26によって支持された導電線またはフィンガ20を含むことができる交互嵌合電極18(図4A)の形であることができる。1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、導電層6および任意選択の導電層10の一方または両方は、第1の後面30から延びる導電線またはフィンガ28を含むことができる櫛歯電極27(図4B)の形であることができる。第1の後面30とは反対側の導電線またはフィンガ28の端部は、任意選択の第2の後面32(図4Bに仮想線で示す)に接続することができる。1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、導電層6および任意選択の導電層10の一方または両方は、導電性薄板電極33(図4C)の形であることができる。各線またはフィンガ20、24および28は、直線として示す。例において、各線またはフィンガ20、24および28は、湾曲線もしくはフィンガ、渦巻線もしくはフィンガ、または任意の他の適切なおよび/または望ましい形状でもよい。 4A-4C, and with continued reference to all previous figures, in one preferred and non-limiting embodiment or example, one or both of conductive layer 6 and optional conductive layer 10 has rear surface 22. interdigitated electrodes 18 ( FIG. 4A ) which may include conductive lines or fingers 20 supported by a rear surface 26 and interdigitated with conductive lines or fingers 24 . In one preferred and non-limiting embodiment or example, one or both of the conductive layer 6 and the optional conductive layer 10 can include conductive lines or fingers 28 extending from the first rear surface 30. 27 (FIG. 4B). The ends of the conductive lines or fingers 28 opposite the first rear face 30 can be connected to an optional second rear face 32 (shown in phantom in FIG. 4B). In one preferred and non-limiting embodiment or example, one or both of conductive layer 6 and optional conductive layer 10 can be in the form of a conductive thin plate electrode 33 (FIG. 4C). Each line or finger 20, 24 and 28 is shown as a straight line. In examples, each line or finger 20, 24 and 28 may be a curved line or finger, a spiral or finger, or any other suitable and/or desired shape.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、上面導電層6は、交互嵌合電極18、または櫛歯電極27、または薄板電極33の形であることができる。上面導電層6の形から独立して、任意選択の底面導電層10は、設けた場合、交互嵌合電極18、または櫛歯電極27、または薄板電極33の形であることができる。以下、および説明だけのために、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、上面導電層6を第1の後面30と任意選択の第2の後面32とを含む櫛歯電極27の形であるものとして説明し、任意選択の底面導電層10を薄板電極33の形であるものとして説明する。しかし、任意選択の底面導電層10に対する交互嵌合電極18、または櫛歯電極27、または薄板電極33のうちの任意の1つと組み合わせて、上面導電層6に対する交互嵌合電極18、または櫛歯電極27、または薄板電極33のうちの任意の1つの使用が想定されるので、これは限定的な意味で解釈されないものとする。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, the top conductive layer 6 can be in the form of interdigitated electrodes 18 , or interdigitated electrodes 27 , or thin plate electrodes 33 . Independent of the form of the top conductive layer 6, the optional bottom conductive layer 10, if provided, can be in the form of interdigitated electrodes 18, or interdigitated electrodes 27, or thin plate electrodes 33. FIG. Below, and for purposes of illustration only, in one preferred and non-limiting embodiment or example, the top conductive layer 6 is a comb electrode 27 comprising a first rear surface 30 and an optional second rear surface 32. The optional bottom conductive layer 10 is described as being in the form of a thin plate electrode 33 . However, in combination with any one of the optional interdigitated electrodes 18, or comb electrodes 27, or thin plate electrodes 33, for the bottom conductive layer 10, the interdigitated electrodes 18, or combs, for the top conductive layer 6, This is not to be interpreted in a limiting sense, as the use of any one of electrodes 27 or thin plate electrodes 33 is envisioned.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、任意選択の底面導電層10を設けた場合、その形にかかわらず、交互嵌合電極18または櫛歯電極27の形で少なくとも上面導電層6を有する各共振器本体4の例の共振周波数は、フィンガ・ピッチ38(例えば、図4A~4B参照)の適当な選択によって、当技術分野で周知のやり方で調節し、または選択することができ、フィンガ・ピッチ38=フィンガの幅+フィンガの間隙(隣接したフィンガの間)である。各共振器本体4の例が厚さモードに対して横モードで主として共振するが、すべてというわけではないことが所望される例において、共振器本体4の共振周波数は、フィンガ・ピッチ38を減少させることによって増加させることができる。各共振器本体4の例が横モードに対して厚さモードで主として共振するが、すべてというわけではないことが所望される例において、共振器本体4の共振周波数は、フィンガ・ピッチ38を増加させることによって減少させることができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, if an optional bottom conductive layer 10 is provided, regardless of its shape, at least the top conductive layer 6 in the form of interdigitated electrodes 18 or interdigitated electrodes 27. can be adjusted or selected in a manner well known in the art by appropriate selection of finger pitch 38 (see, eg, FIGS. 4A-4B). , finger pitch 38=finger width+finger gap (between adjacent fingers). In instances where it is desired that each resonator body 4 instance resonate primarily, but not all, in the transverse mode relative to the thickness mode, the resonant frequency of the resonator body 4 decreases with finger pitch 38. can be increased by increasing In instances where it is desired that each resonator body 4 instance resonate primarily, but not all, in the thickness mode relative to the transverse mode, the resonant frequency of the resonator body 4 increases with finger pitch 38. can be reduced by

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、各共振器本体4の例は、厚さモード、横モード、または厚さモードと横モードとの組合せである複合もしくは合成モードで共振することができる。厚さモード共振では、音響波は、圧電層8の厚さの方向に共振し、共振周波数は、圧電層8の厚さ、および上面導電層6と、任意選択の底面導電層10を設けた場合それとの厚さに基づく。圧電層8と、任意選択の底面導電層10を設けた場合それと、上面導電層6との組合せは、圧電スタックと称することができる。本明細書に説明する各共振器本体4の例の共振周波数を決定する音響速度は、圧電スタックの合成音響速度である。例において、共振周波数fは、合成音響速度Vを圧電スタックの厚さτの2倍で割ることによって計算することができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, each resonator body 4 instance resonates in a thickness mode, a transverse mode, or a composite or compound mode that is a combination of thickness and transverse modes. can be done. In thickness mode resonance, the acoustic wave resonates in the direction of the thickness of the piezoelectric layer 8, and the resonant frequency varies across the thickness of the piezoelectric layer 8 and the top conductive layer 6 and optional bottom conductive layer 10. Based on the thickness of the case with it. The combination of the piezoelectric layer 8, the optional bottom conductive layer 10 if present, and the top conductive layer 6 can be referred to as a piezoelectric stack. The acoustic velocity that determines the resonant frequency of each example resonator body 4 described herein is the resultant acoustic velocity of the piezoelectric stack. In an example, the resonance frequency f can be calculated by dividing the resultant acoustic velocity Va by twice the thickness τ of the piezoelectric stack.

横モード共振では、音響波は、圧電層8の横方向(xまたはy方向)に共振し、共振周波数は、圧電スタックの合成音響速度Vをフィンガ・ピッチ38の2倍で割ることによって、すなわち、f=V/2(フィンガ・ピッチ)で求めることができる。フィンガ・ピッチが大きなピッチサイズδから小さなピッチサイズδまで低減されたとき、周波数増加率、PFICalculatedは、例において、次式によって求めることができる。
PFICalculated=(δ-δ)/δ
例において、フィンガ・ピッチ38が2.2μmから1.8μmまで低減されたとき、横モードのPFICalculatedは22.2%である。別の例において、フィンガ・ピッチ38が1.8μmから1.4μmまで低減されたとき、横モードのPFICalculatedは28.5%である。
In transverse mode resonance, the acoustic wave resonates in the lateral direction (x or y direction) of the piezoelectric layer 8, and the resonant frequency is determined by dividing the resultant acoustic velocity Va of the piezoelectric stack by twice the finger pitch 38: That is, it can be obtained by f=V a /2 (finger pitch). As the finger pitch is reduced from a large pitch size δL to a small pitch size δS , the frequency increase rate, PFI Calculated , can be determined by the following equation, in an example.
PFI Calculated = ( δL - δS )/ δS
In the example, when the finger pitch 38 is reduced from 2.2 μm to 1.8 μm, the transverse mode PFI Calculated is 22.2%. In another example, the transverse mode PFI Calculated is 28.5% when the finger pitch 38 is reduced from 1.8 μm to 1.4 μm.

合成モード共振が、厚さモード共振の部分および横モード共振の部分を含むことができる。合成モード共振における横モード共振Lの部分は、フィンガ・ピッチ38を大きなピッチサイズδから小さなピッチサイズδに変化させることによる、実際のまたは測定した周波数増加率PFIMeasuredの計算した周波数増加率PFICalculatedに対する比率で定義することができる。横モード共振Lの値は、1つまたは複数の制御されないまたは予測不可能な変動がある場合、100%超であり得る。例において、共振器本体4は、厚さモードで、横モードで、または合成モードで共振することができる。合成モード共振の例において、横モード共振Lの部分は、20%以上であることができる。合成モード共振の別の例において、横モード共振Lの部分は、30%以上であることができる。合成モード共振の別の例において、横モード共振Lの部分は、40%以上であることができる。 A composite mode resonance can include a thickness mode resonance portion and a transverse mode resonance portion. The transverse mode resonance L portion of the composite mode resonance is the actual or measured frequency increase PFI Measured calculated frequency increase by varying the finger pitch 38 from a large pitch size δ L to a small pitch size δ S It can be defined as a ratio to PFI Calculated . The value of transverse mode resonance L can be greater than 100% with one or more uncontrolled or unpredictable variations. In examples, the resonator body 4 can resonate in thickness mode, transverse mode, or composite mode. In the example of synthetic mode resonance, the portion of transverse mode resonance L can be 20% or more. In another example of a synthetic mode resonance, the portion of transverse mode resonance L can be 30% or more. In another example of synthetic mode resonance, the portion of transverse mode resonance L can be 40% or more.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、薄板電極33の形で任意選択の底面導電層10と、フィンガ・ピッチ38が2.2μmである櫛歯電極27の形で上面導電層6とを有する共振器本体4は、モード1共振周波数=1.34GHz、モード2共振周波数=2.03GHz、およびモード4共振周波数=2.82GHzのモード共振周波数を用いて合成モードで共振することができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, the optional bottom conductive layer 10 in the form of thin plate electrodes 33 and the top conductive layer 6 in the form of comb electrodes 27 with a finger pitch 38 of 2.2 μm. can resonate in a composite mode with mode resonance frequencies of Mode 1 resonance frequency = 1.34 GHz, Mode 2 resonance frequency = 2.03 GHz, and Mode 4 resonance frequency = 2.82 GHz. can.

例において、薄板電極33の形で任意選択の底面導電層10と、フィンガ・ピッチ38が1.8μmである櫛歯電極27の形で上面導電層6とを有する共振器本体4では、共振器本体4は、モード1共振周波数=1.49GHz、モード2共振周波数=2.38GHz、およびモード4共振周波数=3.05GHzのモード共振周波数を用いて合成モードで共振することができる。この例において、合成モード共振のうちの横モード共振Lの率は、それぞれ、Lモード1=53%、Lモード2=78%、およびLモード4=27%であることができる。この例の共振器本体4の周波数対dBのプロットである図10も参照されたい。図10において、各ピーク82、84および88は、それぞれの、モード1共振周波数=1.49GHz、モード2共振周波数=2.38GHz、およびモード4共振周波数=3.05GHzにおける共振器本体4の応答を表す。 In the example, in a resonator body 4 having an optional bottom conductive layer 10 in the form of thin plate electrodes 33 and a top conductive layer 6 in the form of comb electrodes 27 with a finger pitch 38 of 1.8 μm, the resonator The body 4 can resonate in a composite mode with modal resonant frequencies of Mode 1 resonant frequency = 1.49 GHz, Mode 2 resonant frequency = 2.38 GHz, and Mode 4 resonant frequency = 3.05 GHz. In this example, the ratio of transverse mode resonance L out of the composite mode resonance can be L-mode 1 = 53%, L-mode 2 = 78%, and L-mode 4 = 27%, respectively. See also FIG. 10, which is a plot of frequency versus dB for the resonator body 4 of this example. In FIG. 10, each peak 82, 84 and 88 represents the response of the resonator body 4 at mode 1 resonance frequency=1.49 GHz, mode 2 resonance frequency=2.38 GHz, and mode 4 resonance frequency=3.05 GHz, respectively. represents

例において、モード1共振周波数は、また、あるいは代替案として、表面音響波(SAW)として周知であり、またはそれに関連している場合があり、モード2共振周波数は、また、あるいは代替案として、S(または拡張)モードとして周知であり、またはそれに関連している場合があり、モード4共振周波数は、また、あるいは代替案として、A(または屈曲)モードとして周知であり、またはそれに関連している場合がある。さらに、モード3共振周波数(以下に説明する)は、また、あるいは代替案として、せん断モードとして周知であり、またはそれに関連している場合がある。SAW、Sモード、拡張モード、Aモード、せん断モード、および屈曲モードは、当技術分野で周知であり、本明細書ではこれ以上説明しない。 In an example, the mode 1 resonant frequency may also or alternatively be known as or related to a surface acoustic wave (SAW), and the mode 2 resonant frequency may also or alternatively be: Known as or related to the S 0 (or extension) mode, the mode 4 resonance frequency is also or alternatively known as or related to the A 1 (or bending) mode. may have. Additionally, Mode 3 resonant frequencies (described below) may also or alternatively be known as or related to shear modes. SAW, S 0 mode, extension mode, A 1 mode, shear mode, and bending mode are well known in the art and will not be further described herein.

例において、薄板電極33の形で任意選択の底面導電層10と、フィンガ・ピッチ38が1.4μmである櫛歯電極27の形で上面導電層6とを有する共振器本体4では、共振器本体4は、モード1共振周波数=1.79GHz、モード2共振周波数=2.88GHz、およびモード4共振周波数=3.36GHzのモード共振周波数を有することができる。この例の共振器本体4では、合成モード共振のうちの横モード共振Lの率は、Lモード1=70%、Lモード2=74%、およびLモード4=35%であることができる。 In the example, in a resonator body 4 having an optional bottom conductive layer 10 in the form of thin plate electrodes 33 and a top conductive layer 6 in the form of comb electrodes 27 with a finger pitch 38 of 1.4 μm, the resonator The body 4 may have modal resonant frequencies of Mode 1 resonant frequency = 1.79 GHz, Mode 2 resonant frequency = 2.88 GHz, and Mode 4 resonant frequency = 3.36 GHz. In the resonator body 4 of this example, the ratio of transverse mode resonance L out of the composite mode resonance can be L mode 1 = 70%, L mode 2 = 74% and L mode 4 = 35%.

例において、厚さモードで、横モードで、または合成モードで共振する共振器本体4の前述の説明は、以下に、より詳細に説明する、1つまたは複数の接続構造体34および36と組み合わせた共振器本体4を含むことができる、図1~3に示す各UBAR2の例に適用可能でもあり得る。 By way of example, the foregoing description of a resonator body 4 resonating in thickness mode, transverse mode, or synthetic mode is combined with one or more connecting structures 34 and 36, described in more detail below. It may also be applicable to each UBAR 2 example shown in FIGS.

継続して図1~3を参照すると、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図1~3に示す各共振器本体4の最底面層を、任意の適切なおよび/または望ましい実装技法、例えば、共晶実装、接着などを利用してキャリア14に直接実装することができる。本明細書では、「直接実装される(mounted directly)」、「直接...を実装すること(mounting ... directly)」および同様の語句は、キャリア14に近接して位置決めされ、例において、実装、取付けなどの任意の適切なおよび/または望ましいやり方でおよび/または例において、共晶接合、導電接着、非導電接着などの任意の適切なおよび/または望ましい手段によってキャリア14に結合される、図1~3に示す各共振器本体4の最底面層として理解されるものとする。1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、キャリア14は、従来の集積回路(IC)パッケージなどのパッケージの表面であることができる。共振器本体4の最底面層が前記パッケージの表面に実装された後、共振器本体4および、より一般には、UBAR2は、当技術分野で周知のやり方で、前記パッケージ内に封止して、共振器本体4および、より一般には、UBAR2を外部環境条件に対して保護することができる。例において、例えば、UBARを実装するために日本のNTK Ceramic Co.,Ltd.から市販されている従来のセラミックICパッケージなどのパッケージの使用が想定される。しかし、これは、共振器本体4および/またはUBAR2を現在周知のまたは以後開発される任意の適切なおよび/または望ましいパッケージに実装することができることが想定されるので、限定的な意味で解釈されないものとする。 With continued reference to FIGS. 1-3, in one preferred and non-limiting embodiment or example, the bottommost layer of each resonator body 4 shown in FIGS. It can be mounted directly to carrier 14 using mounting techniques such as eutectic mounting, bonding, and the like. As used herein, “mounted directly,” “mounting directly” and similar phrases are used to refer to a carrier 14 positioned proximate to the carrier 14, in the example , mounting, mounting, etc. and/or in any suitable and/or desirable manner and/or example, by any suitable and/or desirable means such as eutectic bonding, conductive bonding, non-conductive bonding, etc. , is to be understood as the bottommost layer of each resonator body 4 shown in FIGS. In one preferred and non-limiting embodiment or example, carrier 14 can be the surface of a package, such as a conventional integrated circuit (IC) package. After the bottommost layer of the resonator body 4 has been mounted to the surface of the package, the resonator body 4 and more generally the UBAR 2 are encapsulated within the package in a manner well known in the art, The resonator body 4 and, more generally, the UBAR 2 can be protected against external environmental conditions. In an example, for example, NTK Ceramic Co. of Japan to implement UBAR. , Ltd. It is envisioned that a package such as a conventional ceramic IC package commercially available from Co., Inc. may be used. However, this is not to be interpreted in a limiting sense, as it is envisioned that the resonator body 4 and/or UBAR 2 may be mounted in any suitable and/or desired package now known or later developed. shall be

別の例において、キャリア14は、例えば、1枚のセラミック、1枚の従来の印刷回路板材料などの基板の表面であることができる。図1~3に示す各共振器本体4および/またはUBAR2の最底面層を実装することができる、本明細書における基板例の説明は、例示だけのためであり、限定的な意味で解釈されないものとする。むしろ、キャリア14は、図1~3に示す各共振器本体4および/またはUBAR2の最底面層を形成する材料と互換性があり、当技術分野で周知のやり方で共振器本体4および/またはUBAR2の使用を可能にする任意の適切なおよび/または望ましい材料で製作することができる。キャリア14は、当業者によって適切なおよび/または望ましいと考えられる任意の形を有することができる。したがって、本明細書における実装基板またはキャリア14の任意の説明は、限定的な意味で解釈されないものとする。 In another example, carrier 14 can be the surface of a substrate such as, for example, a sheet of ceramic, a sheet of conventional printed circuit board material, or the like. The description herein of example substrates on which the bottommost layer of each resonator body 4 and/or UBAR 2 shown in FIGS. shall be Rather, carrier 14 is compatible with the material forming the bottommost layer of each resonator body 4 and/or UBAR 2 shown in FIGS. It can be made of any suitable and/or desired material that enables the use of UBAR2. Carrier 14 can have any shape deemed suitable and/or desirable by those skilled in the art. Accordingly, any description of mounting substrate or carrier 14 herein is not to be construed in a limiting sense.

継続して図1~3を参照すると、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、各UBAR2は、共振器本体4の上面導電層6および任意選択の底面導電層10を設けた場合それへの電気信号の印加を容易にする、1つまたは複数の任意選択の接続構造体34および/または36を含むことができる。しかし、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、電気信号を共振器本体4の上面導電層6および任意選択の底面導電層10を設けた場合それに直接印加することができる、1つまたは複数の任意選択の接続構造体34および/または36は、除外する(すなわち、設けない)ことができる。したがって、例において、UBAR2は、接続構造体34および36なしで共振器本体4を備えることができる。別の例において、UBAR2は、共振器本体4と、単一の接続構造体34または36とを備えることができる。説明だけのために、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、共振器本体4と、接続構造体34および36とを備えるUBAR2を説明する。 With continued reference to FIGS. 1-3, in one preferred and non-limiting embodiment or example, each UBAR 2 is provided with a top conductive layer 6 and an optional bottom conductive layer 10 of the resonator body 4. One or more optional connection structures 34 and/or 36 may be included to facilitate application of electrical signals thereto. However, in one preferred and non-limiting embodiment or example, an electrical signal can be applied directly to the top conductive layer 6 and optional bottom conductive layer 10 of the resonator body 4, if provided. Alternatively, optional connection structures 34 and/or 36 may be omitted (ie, not provided). Thus, in an example, UBAR 2 may comprise resonator body 4 without connecting structures 34 and 36 . In another example, UBAR 2 can comprise a resonator body 4 and a single connection structure 34 or 36 . For illustrative purposes only, in one preferred and non-limiting embodiment or example, a UBAR 2 comprising a resonator body 4 and connecting structures 34 and 36 is described.

各接続構造体34および36は、任意の適切なおよび/または望ましい形を有することができ、任意の適切なおよび/または望ましいやり方で形成することができ、上面導電層6および任意選択の底面導電層10を設けた場合それへの別々の電気信号の提供を容易にすることができる、任意の適切なおよび/または望ましい材料で製作することができる。例において、上面導電層6が1つの後面30または32だけを有する櫛歯電極27の形であり、任意選択の底面導電層10が1つの後面30または32だけを有する櫛歯電極27の形、または薄板電極33の形である場合、別々の電気信号を上面導電層6および任意選択の底面導電層10に提供するように構成することができる、単一の接続構造体34または36を介して電気信号を上面導電層6および任意選択の底面導電層10のそれぞれに提供することができる。 Each connecting structure 34 and 36 may have any suitable and/or desired shape, may be formed in any suitable and/or desired manner, and may include top conductive layer 6 and optional bottom conductive layer 6 and optional bottom conductive layer. Layer 10 can be made of any suitable and/or desired material that, when provided, can facilitate the provision of separate electrical signals thereto. In the example, the top conductive layer 6 is in the form of a comb electrode 27 having only one rear surface 30 or 32 and the optional bottom conductive layer 10 is in the form of a comb electrode 27 having only one rear surface 30 or 32; or via a single connection structure 34 or 36 which, when in the form of a thin plate electrode 33, can be configured to provide separate electrical signals to the top conductive layer 6 and the optional bottom conductive layer 10. Electrical signals can be provided to each of the top conductive layer 6 and the optional bottom conductive layer 10 .

別の例において、上面導電層6または任意選択の底面導電層10のうちの少なくとも一方が2つの後面30および32を有する交互嵌合電極18または櫛歯電極27の形を有する場合、1つまたは複数の電気信号を交互嵌合電極18の後面24および26に、および/または櫛歯電極27の後面30および32に別々に提供するように別々の接続構造体34および36を設けることができる。上面導電層6および任意選択の底面導電層10の形、ならびに電気信号が上面導電層6および任意選択の底面導電層10を設けた場合それに提供されるやり方は、限定的な意味で解釈されないものとする。 In another example, if at least one of top conductive layer 6 or optional bottom conductive layer 10 has the form of an interdigitated electrode 18 or interdigitated electrode 27 having two rear surfaces 30 and 32, one or Separate connection structures 34 and 36 may be provided to separately provide multiple electrical signals to the rear surfaces 24 and 26 of the interdigitated electrodes 18 and/or to the rear surfaces 30 and 32 of the comb electrodes 27 . The shape of top conductive layer 6 and optional bottom conductive layer 10, and the manner in which electrical signals are provided to top conductive layer 6 and optional bottom conductive layer 10, should not be interpreted in a limiting sense. and

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、任意の特定の説明、例、または理論によって制約されることを望まないが、図1~3に示すUBAR2の例に使用することができる第1および第2の接続構造体34および36の例を次に説明する。 While not wishing to be bound by any particular explanation, example, or theory, in one preferred and non-limiting embodiment or example, the UBAR2 example shown in FIGS. Examples of first and second connection structures 34 and 36 are described below.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、説明だけのために、各接続構造体34および36は、図1~3に示す様々な共振器本体4の例を形成する様々な層および/または基板の延長部を有するものとして説明する。しかし、これは、各接続構造体34および36が、上面導電層6および任意選択の底面導電層10を設けた場合それへの1つまたは複数の別々の電気信号の提供を可能にする、任意の適切なおよび/または望ましい形および/または構造体を有することができることが想定されるので、限定的な意味で解釈されないものとする。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, for purposes of illustration only, each connection structure 34 and 36 is composed of various layers and layers forming the various examples of resonator bodies 4 shown in FIGS. /or described as having an extension of the substrate. However, this allows each connection structure 34 and 36 to provide one or more separate electrical signals to the top conductive layer 6 and optional bottom conductive layer 10 when provided. is not to be taken in a limiting sense, as it is envisioned that it can have any suitable and/or desired shape and/or structure of

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図1~3のうちの任意の1つまたはすべてにおける線A-AおよびB-Bに沿った図を表すことができる図5A~5Bを参照すると、図5Aは、圧電層8の上面上に後面30と任意選択の後面32とを含む、櫛歯電極27の形で上面導電層6を示す。例において、上面導電層6は、代替案として交互嵌合電極18の形であることができる。1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図5Bは、圧電層8(図5Bに仮想線で示す)の下に薄板電極33の形で任意選択の底面導電層10を示す。例において、任意選択の底面導電層10は、代替案として交互嵌合電極18または櫛歯電極27の形であることができる。以下の例だけのために、上面導電層6および任意選択の底面導電層10は、それぞれ、後面30と任意選択の後面32とを含む櫛歯電極18の形、および薄板電極33の形であるものとして説明する。しかし、これは限定的な意味で解釈されないものとする。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, see FIGS. 5A-5B, which can represent views along lines AA and BB in any one or all of FIGS. Referring to FIG. 5A, top conductive layer 6 in the form of comb electrodes 27 including rear surface 30 and optional rear surface 32 on top of piezoelectric layer 8 . In an example, the top conductive layer 6 can alternatively be in the form of interdigitated electrodes 18 . In one preferred and non-limiting embodiment or example, Figure 5B shows an optional bottom conductive layer 10 in the form of a thin plate electrode 33 below the piezoelectric layer 8 (shown in phantom in Figure 5B). In an example, the optional bottom conductive layer 10 can alternatively be in the form of interdigitated electrodes 18 or comb electrodes 27 . For the purposes of the following examples only, the top conductive layer 6 and the optional bottom conductive layer 10 are in the form of a comb electrode 18, including a rear surface 30 and an optional rear surface 32, and in the form of a thin plate electrode 33, respectively. described as a thing. However, this shall not be construed in a limiting sense.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、接続構造体34および36は、共振器本体4の任意選択の底面導電層10を形成する薄板電極33と接触した底面金属層40および44(図5B)を含むことができる。各底面層40および44は、圧電層8によって覆われる薄板の形であることができる。例において、各底面層40および44は、薄板電極33の延長部であることができ、薄板電極33と同時に形成することができる。別の例において、各底面層40および44は、薄板電極33とは別個に形成することができ、薄板電極33と同じまたは異なる材料から製作することができる。例において、接続構造体34および36は、圧電層8の上面上に、および共振器本体4の上面導電層6を形成する櫛歯電極27の、それぞれ、後面30および後面32と接触して上面金属層42および46を含むこともできる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, connection structures 34 and 36 are bottom metal layers 40 and 44 ( 5B). Each bottom layer 40 and 44 can be in the form of a lamina covered by the piezoelectric layer 8 . In an example, each bottom layer 40 and 44 can be an extension of the thin plate electrode 33 and can be formed at the same time as the thin plate electrode 33 . In another example, each of bottom layers 40 and 44 can be formed separately from thin plate electrode 33 and can be made from the same or different material as thin plate electrode 33 . In the example, the connection structures 34 and 36 are on the top surface of the piezoelectric layer 8 and in contact with the rear surfaces 30 and 32, respectively, of the comb-teeth electrode 27 forming the top conductive layer 6 of the resonator body 4. Metal layers 42 and 46 may also be included.

例において、底面金属層40および44は、接触パッド48と底面金属層40および44との間を延びる圧電層8中に形成された導電性ビア50を介して第1および第2の接続構造体34および36の上面上の前記接触パッド48に接続することができる。例において、各上面金属層42および46は、ある間隙(番号付けされていない)だけ、対応する接触パッド48から間隔を置いた薄板の形状を有することができる。各上面金属層42および46は、接触パッド58を含むこともできる。各接触パッド48は、必要に応じ、任意の適切なおよび/または望ましいやり方で任意選択の底面導電層10を電気駆動/付勢するのに使用することができる適切な信号源(図示せず)に接続することができる。同様に、各接触パッド58は、必要に応じ、任意の適切なおよび/または望ましいやり方で上面導電層6を駆動/付勢するのに使用することができる適切な信号源(図示せず)に接続することができる。 In the example, bottom metal layers 40 and 44 are connected to first and second connection structures via conductive vias 50 formed in piezoelectric layer 8 extending between contact pads 48 and bottom metal layers 40 and 44. It can be connected to the contact pads 48 on the top surface of 34 and 36 . In an example, each top metal layer 42 and 46 may have the shape of a lamina spaced from the corresponding contact pad 48 by a gap (not numbered). Each top metal layer 42 and 46 may also include contact pads 58 . A suitable signal source (not shown) that each contact pad 48 can be used to electrically drive/energize the optional bottom conductive layer 10 in any suitable and/or desired manner, if desired. can be connected to Similarly, each contact pad 58 is connected to a suitable signal source (not shown) that can be used to drive/energize top conductive layer 6 in any suitable and/or desired manner, as needed. can be connected.

図5A~5Bに参照番号18および27で示すように、上面導電層6は、代替案として交互嵌合電極18の形であることができ、任意選択の底面導電層10は、代替案として櫛歯電極27または交互嵌合電極18の形であることができる。 As indicated by reference numerals 18 and 27 in FIGS. 5A-5B, the top conductive layer 6 may alternatively be in the form of interdigitated electrodes 18 and the optional bottom conductive layer 10 may alternatively be in the form of combs. It can be in the form of tooth electrodes 27 or interdigitated electrodes 18 .

図1~3のうちの任意の1つまたはすべてにおける線A-AおよびB-Bに沿った図を表すことができる図6A~6Bを参照すると、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図6A~6Bに示す例は、少なくとも以下を除外して、図5A~5Bに示す例と同様である。底面金属層40および44は、それぞれ、側面導体54およびテザー導体56によって薄板電極33の形で任意選択の底面導電層10に接続される、間隔を置いた導体52の対の形(図5A~5Bに示す導電性薄板に対して)であることができる。上面金属層42および46は、それぞれ、導体60の形であることができる。各導体60は、テザー導体62によって上面導電層6を形成する櫛歯電極27の後面30または後面32に接続することができる。テザー導体62は、テザー導体56と垂直に位置合せし、および圧電層8によってそれから間隔を置くことができる。例において、図6A~6Bに示すように、テザー導体62の幅は、導体60の幅未満であることができ、テザー導体56の幅は、テザー導体62の幅とほぼ同じであることができる。 6A-6B, which can represent views along lines AA and BB in any one or all of FIGS. 1-3, one preferred and non-limiting embodiment or In the example, the example shown in FIGS. 6A-6B is similar to the example shown in FIGS. 5A-5B with at least the following exceptions. Bottom metal layers 40 and 44 are in the form of pairs of spaced-apart conductors 52 connected to optional bottom conductive layer 10 in the form of thin plate electrodes 33 by side conductors 54 and tether conductors 56, respectively (Figs. 5B). Top metal layers 42 and 46 may each be in the form of conductors 60 . Each conductor 60 may be connected to the rear surface 30 or 32 of the comb electrode 27 forming the top conductive layer 6 by a tether conductor 62 . Tether conductor 62 may be vertically aligned with tether conductor 56 and spaced therefrom by piezoelectric layer 8 . In an example, the width of tether conductor 62 can be less than the width of conductor 60, and the width of tether conductor 56 can be about the same as the width of tether conductor 62, as shown in FIGS. 6A-6B. .

図1~3のうちの任意の1つまたはすべてにおける線A-AおよびB-Bに沿った図を表すことができる図7A~7Bを参照すると、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図7A~7Bに示す例は、少なくとも以下を除外して図6A~6Bに示す例と同様である。前記接続構造体の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側の各接続構造体34および36の材料の一部または全部は、除去することができ、それによって、前記接続構造体の残りの部分と共振器本体4との間の前記テザー導体の両側のUBAR2の上面から底面までの距離の一部または全部を延ばすことができるスロットが形成される。前記接続構造体のテザー導体の両側の各接続構造体34および36の材料の一部または全部の除去は、例において、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それと、テザー導体62と垂直に位置合せした圧電層8の一部分とを含むことができるテザー構造76を画定することができる。 7A-7B, which can represent views along lines AA and BB in any one or all of FIGS. 1-3, one preferred and non-limiting embodiment or In the example, the example shown in FIGS. 7A-7B is similar to the example shown in FIGS. 6A-6B with at least the following exceptions. Some or all of the material of each connection structure 34 and 36 on either side of the connection structure tether conductor 62 and tether conductor 56, if provided, may be removed, thereby removing the connection structure. A slot is formed that can extend some or all of the top-to-bottom distance of the UBAR 2 on each side of the tether conductor between the rest of the body and the resonator body 4 . The removal of some or all of the material of each connection structure 34 and 36 on either side of the tether conductor of said connection structure may, in the example, include tether conductor 62, tether conductor 56, if provided, and perpendicular to tether conductor 62. A tether structure 76 can be defined that can include a portion of the piezoelectric layer 8 aligned with the .

図7Cを参照し、および引き続き図7A~7Bを参照すると、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、前記接続構造体の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側の、各接続構造体34および36を形成する材料の一部または全部の除去は、図1~3に示すUBAR2の任意の例に使用することができる。例えば、図7Cは、図7A~7Bに示すように、各前記接続構造体の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側の、第1および第2の接続構造体34および36の材料が除去された、図1に示すUBAR2の例の側面図を示す。図7A~7Cから理解することができるように、各接続構造体の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側の、除去された材料は、上面導電層6と、圧電層8と、任意選択の底面導電層10を設けた場合それと、素子層12との一部分を含むことができ、その結果、図7A~7Bに示す図において、前記接続構造体の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側の、各接続構造体34および36のこれらの材料の除去によって形成されたスロット内には材料が何も見えない。図7A~7Cに示す例において、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(底面導電層10が存在するとき)と、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12の一部分とを含むことができる。 With reference to FIG. 7C, and with continued reference to FIGS. 7A-7B, in one preferred and non-limiting embodiment or example, the connecting structure tether conductor 62 and tether conductor 56, if provided, Removal of some or all of the material forming each connecting structure 34 and 36 on both sides can be used in any of the examples of UBARs 2 shown in FIGS. 1-3. For example, FIG. 7C illustrates first and second connection structures 34 and 56 on each side of each said connection structure, tether conductor 62 and tether conductor 56, if provided, as shown in FIGS. 7A-7B. 2 shows a side view of the example UBAR 2 shown in FIG. 1 with 36 material removed; FIG. As can be seen from FIGS. 7A-7C, the removed material of each connecting structure on either side of tether conductor 62 and tether conductor 56, if any, is the top conductive layer 6 and the piezoelectric layer. 8, the optional bottom conductive layer 10, if provided, and a portion of the device layer 12, so that in the views shown in FIGS. , on either side of tether conductor 56, if present, in the slots formed by the removal of these materials in each connection structure 34 and 36. 7A-7C, each tether structure 76 includes, from top to bottom, tether conductor 62, a portion of piezoelectric layer 8 aligned perpendicular to tether conductor 62, and optional tether conductor 56 (bottom surface). conductive layer 10 when present) and a portion of device layer 12 vertically aligned with tether conductor 62 .

別の例において、UBAR2が図7Cに仮想線で示す基板16(図2)と、任意選択で、1つまたは複数の追加の素子層12-1および/または基板16-1(図3)とを含む場合、各接続構造体34および36の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側の、基板16と、各追加の素子層12-1および/または基板16-1を設けた場合それらとを形成する材料も除去することができ、その結果、図7A~7Bに示す図において、前記接続構造体の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側の、各接続構造体34および36のこれらの材料の除去によって形成されたスロット内に材料が何も見えないはずである。 In another example, UBAR 2 is shown in phantom in FIG. 7C with substrate 16 (FIG. 2) and optionally one or more additional device layers 12-1 and/or substrate 16-1 (FIG. 3). , substrate 16 and each additional device layer 12-1 and/or substrate 16-1 of each connection structure 34 and 36 on either side of tether conductor 62 and tether conductor 56, if provided. The material forming them, if present, may also be removed, so that in the views shown in FIGS. , no material should be visible in the slots formed by the removal of these materials in each connecting structure 34 and 36 .

例において、図7A~7Bに示す図が図2に示すUBAR2の例である場合、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)と、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12の一部分と、素子層12の一部分に垂直に位置合せされた基板16の一部分とを含むことができる。別の例において、図7A~7Bに示す図が図3に示すUBAR2の例である場合、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)と、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12および12-1の一部分と、テザー導体62に垂直に位置合せされた基板16および16-1の一部分とを含むことができる。 By way of example, if the views shown in FIGS. 7A-7B are the example of UBAR 2 shown in FIG. 8, an optional tether conductor 56 (when optional bottom conductive layer 10 is present), a portion of device layer 12 aligned perpendicular to tether conductor 62, and a portion of device layer 12 perpendicular to and a portion of the substrate 16 aligned with the . In another example, if the views shown in FIGS. 7A-7B are the example of UBAR 2 shown in FIG. A portion of the piezoelectric layer 8, an optional tether conductor 56 (when the optional bottom conductive layer 10 is present), a portion of the device layers 12 and 12-1 vertically aligned with the tether conductor 62, and a tether. and portions of substrates 16 and 16-1 vertically aligned with conductors 62. FIG.

図1~3のうちの任意の1つまたはすべてにおける線A-AおよびB-Bに沿った図を表すことができる図8A~8Bを参照すると、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図8A~8Bに示す例は、少なくとも以下を除外して図7A~7Bに示す例と同様である。すなわち、各接続構造体34および36の少なくとも1つの素子層12または12-1の全部または一部を形成する材料は、前記接続構造体の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側に保持され、その結果、前記少なくとも1つの素子層12または12-1の前記材料が、前記接続構造体の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側のスロット内に見える。例において、図8A~8Cに示す図が図1に示すUBAR2の例である場合、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)とを含むことができる。この例において、素子層12は、保持され、図8A~8Bに示すスロット内に見えるはずである。 8A-8B, which can represent views along lines AA and BB in any one or all of FIGS. 1-3, one preferred and non-limiting embodiment or In the example, the example shown in FIGS. 8A-8B is similar to the example shown in FIGS. 7A-7B with at least the following exceptions. That is, the material forming all or part of at least one device layer 12 or 12-1 of each connection structure 34 and 36 is the same as the tether conductor 62 and, if provided, the tether conductor 56 of said connection structure. so that the material of the at least one device layer 12 or 12-1 is placed in the slots of the connection structure on both sides of the tether conductor 62 and the tether conductor 56, if provided. appear. By way of example, if the views shown in FIGS. 8A-8C are the example of UBAR 2 shown in FIG. 8 and optional tether conductor 56 (when optional bottom conductive layer 10 is present). In this example, the device layer 12 should be retained and visible in the slots shown in FIGS. 8A-8B.

別の例において、図8A~8Bに示す図が図2に示すUBAR2の例である場合、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)と、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12の一部分とを含むことができる。この例において、素子層12は、保持され、図8A~8Bに示すスロット内に見えるはずであり、素子層12の下の基板16(図8Cに仮想線で示す)は、やはり保持されるが、図8A~8Bに示すスロット内には見えないはずである。 In another example, if the views shown in FIGS. 8A-8B are the example of UBAR 2 shown in FIG. It may include a portion of piezoelectric layer 8 , optional tether conductor 56 (when optional bottom conductive layer 10 is present), and a portion of device layer 12 vertically aligned with tether conductor 62 . In this example, the device layer 12 should be retained and visible in the slots shown in FIGS. 8A-8B, while the substrate 16 (shown in phantom in FIG. 8C) underneath the device layer 12 is still retained. , should not be visible in the slots shown in FIGS. 8A-8B.

別の例において、図8A~8Bに示す図が図3に示すUBAR2の例である場合、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)と、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12の一部分とを含むことができる。例において、素子層12が、保持され、図8A~8Bに示すスロット内に見える場合、素子層12の下の基板16は、やはり保持されるが、図8A~8Bに示すスロット内には見えないはずであり、各テザー構造76は、素子層12-1の一部分と、テザー導体62に垂直に位置合せされた基板16-1の一部分とをやはり含むはずである。別の例において、素子層12-1が、保持され、図8A~8Bに示すスロット内に見える場合、基板16および16-1ならびに素子層12は、やはり保持されるが、図8A~8Bに示すスロット内には見えないはずである。 In another example, if the views shown in FIGS. 8A-8B are the example of UBAR 2 shown in FIG. It may include a portion of piezoelectric layer 8 , optional tether conductor 56 (when optional bottom conductive layer 10 is present), and a portion of device layer 12 vertically aligned with tether conductor 62 . In an example, if the device layer 12 is held and visible in the slot shown in FIGS. 8A-8B, the substrate 16 underneath the device layer 12 is still held but visible in the slot shown in FIGS. 8A-8B. Each tether structure 76 would also include a portion of device layer 12 - 1 and a portion of substrate 16 - 1 vertically aligned with tether conductor 62 . In another example, if device layer 12-1 is retained and visible within the slots shown in FIGS. It should not be visible in the slot shown.

図8Dに示す別の例において、図1または2に示すUBAR2の例では、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)と、各接続構造体34および36の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側の、素子層12の部分的除去によって露出したテザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12の本体の一部分とを含むことができる。図8Dに示す例が図2に示すUBAR2である場合、基板16(図8Dに仮想線で示す)は、素子層12の下に保持され、図8A~8Bに示す図においては見えないはずである。 In another example shown in FIG. 8D, in the UBAR 2 example shown in FIG. a portion, an optional tether conductor 56 (when the optional bottom conductive layer 10 is present), and each connecting structure 34 and 36 on both sides of the tether conductor 62 and tether conductor 56, if provided; and a portion of the body of device layer 12 vertically aligned with tether conductors 62 exposed by partial removal of device layer 12 . If the example shown in Figure 8D is the UBAR 2 shown in Figure 2, the substrate 16 (shown in phantom in Figure 8D) would be held below the device layer 12 and not visible in the views shown in Figures 8A-8B. be.

別の例において、図3に示すUBAR2の例では、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)と、各接続構造体34および36の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側の、前記素子層12または12-1の部分的除去(図8Dに示す素子層12の部分的除去と同様)によって露出したテザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12または素子層12-1の本体の一部分とを含むことができる。例において、図3に示すUBAR2の素子層12の本体の一部分が除去され(図8Dに示す素子層12の部分的除去と同様)、その結果、図3に示すUBAR2の素子層12を形成する材料の内部の一部分が図8A~8Bに示すスロット内に見え、各テザー構造76は、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12-1および基板16-1の一部分をやはり含むことができる。この例において、基板16は、保持され、すなわち、基板16は除去される部分はなく、図8A~8Bに示す図においては見えないはずである。 In another example, in the UBAR 2 example shown in FIG. 3, each tether structure 76 includes, from top to bottom, a tether conductor 62, a portion of piezoelectric layer 8 vertically aligned with tether conductor 62, and an optional tether conductor 56 (when optional bottom conductive layer 10 is present) and device layer 12 or 12 of each connection structure 34 and 36 on either side of tether conductor 62 and tether conductor 56, if present. -1 (similar to the partial removal of device layer 12 shown in FIG. 8D) and a portion of the body of device layer 12 or device layer 12-1 vertically aligned with tether conductors 62 exposed. be able to. In an example, a portion of the body of device layer 12 of UBAR2 shown in FIG. 3 is removed (similar to the partial removal of device layer 12 shown in FIG. 8D), thereby forming device layer 12 of UBAR2 shown in FIG. A portion of the interior of the material can be seen in the slots shown in FIGS. 8A-8B, and each tether structure 76 can also include portions of device layer 12-1 and substrate 16-1 vertically aligned with tether conductors 62. can. In this example, the substrate 16 is retained, ie, no portion of the substrate 16 is removed and should not be visible in the views shown in FIGS. 8A-8B.

別の例において、図3に示すUBAR2の素子層12-1の本体の一部分が除去され(図8Dに示す素子層12の部分的除去と同様)、その結果、素子層12-1を形成する材料の内部の一部分が、図8A~8Bに示すスロット内に見え、各テザー構造76は、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12-1の本体の一部分を含むこともできる。この例において、基板16および16-1ならびに素子層12が、保持され、すなわち、基板16および16-1ならびに素子層12は、除去される部分はなく、図8A~8Bに示す図において見えないはずである。 In another example, a portion of the body of device layer 12-1 of UBAR2 shown in FIG. 3 is removed (similar to the partial removal of device layer 12 shown in FIG. 8D), thereby forming device layer 12-1. A portion of the interior of the material is visible in the slots shown in FIGS. 8A-8B, and each tether structure 76 can also include a portion of the body of device layer 12-1 vertically aligned with tether conductor 62. FIG. In this example, substrates 16 and 16-1 and device layer 12 are retained, ie substrates 16 and 16-1 and device layer 12 are not removed and are not visible in the views shown in FIGS. 8A-8B. should be.

図1~3のうちの任意の1つまたはすべてにおける線A-AおよびB-Bに沿った図を表すことができる図9A~9Bを参照すると、図2に示すUBAR2では、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図9A~9Bに示す例は、少なくとも以下を除外して図8A~8Bに示す例と同様である。各テザー構造76は、素子層12を形成する材料の一部分を含むことができ、その結果、図9A-9Cに示す図において、基板16の一部分が、各接続構造体34および36の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側に形成されたスロット内に見え得る。この例において、基板16は保持され、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)と、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12の一部分とを含むことができる。 9A-9B, which can represent views along lines AA and BB in any one or all of FIGS. 1-3, the UBAR2 shown in FIG. In a non-limiting embodiment or example, the example shown in FIGS. 9A-9B is similar to the example shown in FIGS. 8A-8B with at least the following exceptions. Each tether structure 76 can include a portion of the material forming device layer 12 such that, in the views shown in FIGS. 62 and in slots formed on either side of tether conductor 56, if provided. In this example, substrate 16 is held and each tether structure 76 includes, from top to bottom, tether conductor 62, a portion of piezoelectric layer 8 aligned perpendicular to tether conductor 62, and optional tether conductor 56 ( optional bottom conductive layer 10 when present) and a portion of device layer 12 vertically aligned with tether conductors 62 .

引き続き図9A~9Bを参照すると、図3に示すUBAR2では、1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、素子層12ならびに基板16および16-1が保持される場合、図9A~9Bに示す図において、基板16-1は、各接続構造体34および36の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側に形成されたスロット内に見え得る。この例において、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)と、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12-1の一部分とを含むことができる。 With continued reference to FIGS. 9A-9B, in one preferred and non-limiting embodiment or example, the UBAR 2 shown in FIG. 2, substrate 16-1 can be seen in the slots formed on both sides of tether conductor 62 and tether conductor 56, if provided, of each connection structure 34 and 36. In FIG. In this example, each tether structure 76 includes, from top to bottom, tether conductor 62, a portion of piezoelectric layer 8 aligned perpendicular to tether conductor 62, and optional tether conductor 56 (optional bottom conductive layer 10 when present) and a portion of device layer 12-1 vertically aligned with tether conductor 62. FIG.

別の例において、図3に示すUBAR2では、基板16が保持され、その結果、図9A~9Bに示す図において、基板16が、各接続構造体34および36の、テザー導体62と、テザー導体56を設けた場合それとの両側に形成されたスロット内に見え得る場合、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)と、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12-1の一部分と、テザー導体62に垂直に位置合せされた基板16-1の一部分と、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12の一部分とを含むことができる。 In another example, in the UBAR 2 shown in FIG. 3, the substrate 16 is held so that in the views shown in FIGS. Each tether structure 76, if provided and visible in slots formed on either side of it, each tether structure 76 includes, from top to bottom, a tether conductor 62 and a portion of the piezoelectric layer 8 vertically aligned with the tether conductor 62. , optional tether conductor 56 (when optional bottom conductive layer 10 is present), a portion of device layer 12-1 vertically aligned with tether conductor 62, and a portion of device layer 12-1 vertically aligned with tether conductor 62. and a portion of the device layer 12 vertically aligned with the tether conductors 62 .

図9Dに示す別の例において、図2に示すUBAR2の例では、基板16と素子層12との界面において、基板16の本体を形成する材料の一部分を、共振器本体4ならびに接続構造体34および36の下に横方向に除去することができ、その結果、図9Dに示すように、接続構造体34および36の底面部分64および70が露出し、共振器本体4の底面部分66および68が露出し、基板16の本体の表面72および74が露出する。この例において、除去された、基板16の本体を形成する材料の一部分は、図9Dの平面内に、各テザー構造76に垂直に位置合せされた基板16の材料の一部分まで延びることができる。この例において、各テザー構造76は、上面から底面まで、テザー導体62と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)と、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12の一部分と、素子層12の一部分に近接してテザー導体62に垂直に位置合せされた基板16の一部分とを含むことができる。この例において、表面72および74は、図9A~9Bに示すスロット内に見え得る。 In another example shown in FIG. 9D, in the UBAR 2 example shown in FIG. and 36, so that bottom portions 64 and 70 of connection structures 34 and 36 are exposed and bottom portions 66 and 68 of resonator body 4 are exposed, as shown in FIG. 9D. are exposed, and surfaces 72 and 74 of the body of substrate 16 are exposed. In this example, the removed portion of the material forming the body of substrate 16 can extend into the plane of FIG. In this example, each tether structure 76 includes, from top to bottom, tether conductor 62, a portion of piezoelectric layer 8 aligned perpendicular to tether conductor 62, and optional tether conductor 56 (optional bottom conductive layer 10), a portion of the device layer 12 vertically aligned with the tether conductors 62, and a portion of the substrate 16 proximate a portion of the device layer 12 and vertically aligned with the tether conductors 62. can contain. In this example, surfaces 72 and 74 can be seen within the slots shown in FIGS. 9A-9B.

別の代替例において、図3に示すUBAR2の例では、基板16-1または16を形成する材料の一部分を、図9Dにおける基板16を形成する材料の除去と同様に、共振器本体4ならびに接続構造体34および36の下に横方向に除去することができ、その結果、基板16-1または16を形成する材料の表面(表面72および74など)が露出し、図9A~9Bに示すスロット内に見え得る。 In another alternative, in the UBAR 2 example shown in FIG. 3, a portion of the material forming substrate 16-1 or 16 may be removed from the resonator body 4 as well as the connections, similar to the removal of the material forming substrate 16 in FIG. 9D. It can be removed laterally beneath structures 34 and 36, thereby exposing surfaces (such as surfaces 72 and 74) of the material forming substrate 16-1 or 16, leaving the slots shown in FIGS. 9A-9B. can be seen inside.

例において、図3のUBAR2の例の基板16-1を形成する材料の表面(表面72および74など)が露出し、図9A~9Bに示すスロット内に見え得、各テザー構造76は、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12-1の一部分と、素子層12-1に近接してテザー導体62に垂直に位置合せされた基板16-1を形成する材料の一部分とを含むこともできる。この例において、基板16-1の本体の一部分だけが除去されて、各スロットを形成し、素子層12および基板16が保持され、すなわち、素子層12および基板16は、除去される部分はなく、図9A~9Bに示す図において見えない。 In an example, surfaces (such as surfaces 72 and 74) of the material forming substrate 16-1 of the UBAR2 example of FIG. 3 may be exposed and visible within the slots shown in FIGS. including a portion of device layer 12-1 vertically aligned with conductor 62 and a portion of material forming substrate 16-1 vertically aligned with tether conductor 62 proximate device layer 12-1. can also In this example, only a portion of the body of substrate 16-1 is removed to form each slot and device layer 12 and substrate 16 are retained, i.e., device layer 12 and substrate 16 have no portion removed. , are not visible in the views shown in FIGS. 9A-9B.

別の例において、図3のUBAR2の例の基板16を形成する材料の表面(表面72および74など)が露出し、図9A~9Bに示すスロット内に見え得、各テザー構造76は、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12-1の一部分と、テザー導体62に垂直に位置合せされた基板16-1の一部分と、テザー導体62に垂直に位置合せされた素子層12の一部分と、素子層12に近接してテザー導体62に垂直に位置合せされた基板16を形成する材料の一部分とを含むこともできる。この例において、基板16の本体の一部分だけが除去されて、各スロットを形成する。 In another example, surfaces (such as surfaces 72 and 74) of the material forming substrate 16 of the UBAR2 example of FIG. 3 can be exposed and visible within the slots shown in FIGS. A portion of device layer 12-1 vertically aligned with conductor 62, a portion of substrate 16-1 vertically aligned with tether conductor 62, and a portion of device layer 12 vertically aligned with tether conductor 62. It can also include a portion and a portion of the material forming substrate 16 proximate device layer 12 and vertically aligned with tether conductors 62 . In this example, only a portion of the body of substrate 16 is removed to form each slot.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、底面導電層10が存在しない、上記に論じた例のうちのいずれかにおいては、接続構造体34および36の底面金属層40および44は、存在しなくてもよい。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, in any of the examples discussed above, where bottom conductive layer 10 is absent, bottom metal layers 40 and 44 of connecting structures 34 and 36 are: May not exist.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、上記に説明した各テザー構造76は、少なくともテザー導体62と、任意選択のテザー導体56(任意選択の底面導電層10が存在するとき)と、テザー導体62に垂直に位置合せされた圧電層8の一部分だけとを含むことができる。別の好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、各テザー構造76は、テザー導体62に垂直に位置合せされた、素子層12、基板16、素子層16-1、および/または基板16-1のうちの1つまたは複数の一部分だけを含むこともできる。しかし、これは限定的な意味で解釈されないものとする。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, each tether structure 76 described above includes at least tether conductor 62 and optional tether conductor 56 (when optional bottom conductive layer 10 is present). , and only a portion of the piezoelectric layer 8 that is vertically aligned with the tether conductor 62 . In another preferred and non-limiting embodiment or example, each tether structure 76 includes device layer 12, substrate 16, device layer 16-1, and/or substrate 16-1 aligned perpendicular to tether conductor 62. It can also include only a portion of one or more of 1. However, this shall not be construed in a limiting sense.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図1~3に示す各共振器本体4の例では、少なくとも上面導電層6と、任意選択の底面導電層10を設けた場合それと、上面導電層6の下の圧電層8の一部分との幅は、すべて同じであることができる。また、あるいは代替案として、例において、素子層12と、基板16と、素子層12-1および/または基板16-1を設けた場合それらとの幅および/または寸法は、すべて、上面導電層6と、任意選択の底面導電層10を設けた場合それと、圧電層8との幅および/または寸法と同じであることができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, each example resonator body 4 shown in FIGS. The width of the portion of the piezoelectric layer 8 below the conductive layer 6 may all be the same. Also, or alternatively, in an example, the width and/or dimensions of device layer 12, substrate 16, and device layer 12-1 and/or substrate 16-1, if provided, are all equal to the top conductive layer. 6, the optional bottom conductive layer 10 if present, and the piezoelectric layer 8 in width and/or dimensions.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図1~3に示す任意の共振器本体4の例の表面のうちの任意の1つまたは複数、および/または任意の1つまたは複数の接続構造体34および/または36を設けた場合それらの表面のうちの1つまたはすべては、適切なおよび/または望ましいと考えられたときエッチングして、図1~3に示す任意のUBAR2の例の品質係数および/または挿入損失を最適化することができる。例えば、図1~3に示す任意の共振器本体4の例の上面および底面の表面をエッチングすることができる。また、あるいは代替案として、図1~3に示す任意の共振器本体4の例の1つまたは複数の側面をエッチングすることができ、その結果、前記側面のそれぞれは、垂直に平面であることができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, any one or more of the example surfaces of any resonator body 4 shown in FIGS. If connection structures 34 and/or 36 are provided, one or all of their surfaces may be etched as deemed appropriate and/or desirable to provide any UBAR 2 example shown in FIGS. can be optimized for quality factor and/or insertion loss. For example, the top and bottom surfaces of any of the example resonator bodies 4 shown in FIGS. 1-3 can be etched. Also, or alternatively, one or more side surfaces of any of the examples of resonator body 4 shown in FIGS. 1-3 may be etched so that each of said side surfaces is vertically planar. can be done.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、上面導電層6、または任意選択の底面導電層10を設けた場合底面導電層10、または両方が交互嵌合電極18の形である場合、前記交互嵌合電極18の1つの後面22または26は、適切な信号源に接続し、適切な信号源によって駆動することができ、その一方で、他の後面22または26は、信号源に接続しないことができる。別の好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、上面導電層6、または任意選択の底面導電層10を設けた場合底面導電層10、または両方が交互嵌合電極18の形である場合、前記交互嵌合電極18の後面22は、1つの信号源に接続し、1つの信号源によって駆動することができ、前記交互嵌合電極18の後面26は、第2の信号源に接続し、第2の信号源によって駆動することができる。例において、第2の信号源は、第1の信号源と同じであるかまたは異なることができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, if a top conductive layer 6, or an optional bottom conductive layer 10 is provided, or if the bottom conductive layer 10, or both are in the form of interdigitated electrodes 18, One rear surface 22 or 26 of the interdigitated electrodes 18 can be connected to and driven by a suitable signal source, while the other rear surface 22 or 26 is connected to a signal source. can not. In another preferred and non-limiting embodiment or example, if a top conductive layer 6, or an optional bottom conductive layer 10 is provided, the bottom conductive layer 10, or if both are in the form of interdigitated electrodes 18, The rear surface 22 of the interdigitated electrodes 18 can be connected to and driven by one signal source, the rear surface 26 of the interdigitated electrodes 18 is connected to a second signal source, It can be driven by a second signal source. In examples, the second signal source can be the same or different than the first signal source.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、素子層12(または12-1)の各具体例は、60×10Pa・s/m以上の音響インピーダンスを有することができる。別の例において、素子層12(または12-1)の各具体例は、90×10Pa・s/m以上の音響インピーダンスを有することができる。別の例において、素子層12(または12-1)の各具体例は、500×10Pa・s/m以上の音響インピーダンスを有することができる。1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、各基板層16は、100×10Pa・s/m以下の音響インピーダンスを有することができる。別の例において、各基板層16は、60×10Pa・s/m以下の音響インピーダンスを有することができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, each instance of element layer 12 (or 12-1) can have an acoustic impedance of 60×10 6 Pa·s/m 3 or greater. In another example, each embodiment of device layer 12 (or 12-1) can have an acoustic impedance of 90×10 6 Pa·s/m 3 or greater. In another example, each embodiment of device layer 12 (or 12-1) can have an acoustic impedance of 500×10 6 Pa·s/m 3 or greater. In one preferred and non-limiting embodiment or example, each substrate layer 16 can have an acoustic impedance of 100×10 6 Pa·s/m 3 or less. In another example, each substrate layer 16 can have an acoustic impedance of 60×10 6 Pa·s/m 3 or less.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、素子層12と、圧電層8または任意選択の底面導電層10を設けた場合それとの界面における音響波の反射率(R)は、50%超であることができる。別の例において、素子層12と、圧電層8または任意選択の底面導電層10を設けた場合それとの界面における音響波の反射率(R)は、70%超であることができる。別の例において、素子層12と、圧電層8または任意選択の底面導電層10を設けた場合それとの界面における音響波の反射率(R)は、90%超であることができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, the acoustic wave reflectance (R) at the interface between the device layer 12 and the piezoelectric layer 8 or optional bottom conductive layer 10, if provided, is 50%. can be super. In another example, the reflectivity (R) of acoustic waves at the interface between the device layer 12 and the piezoelectric layer 8 or optional bottom conductive layer 10, if provided, can be greater than 70%. In another example, the reflectivity (R) of acoustic waves at the interface between the device layer 12 and the piezoelectric layer 8 or optional bottom conductive layer 10, if provided, can be greater than 90%.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、素子層12または12-1と、圧電層8または任意選択の底面導電層10を設けた場合それとの界面における音響波の反射率(R)は、70%超であることができる。例において、任意の2つの層6と8と、8と10と、8もしくは10と12もしくは12-1と、または12もしくは12-1と16もしくは16-1との界面における、または素子層12もしくは12-1と基板16もしくは16-1との界面における反射率Rは、以下の式により求めることができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, the acoustic wave reflectance (R) at the interface between the element layer 12 or 12-1 and the piezoelectric layer 8 or the optional bottom conductive layer 10, if provided can be greater than 70%. In an example, at the interface between any two layers 6 and 8, 8 and 10, 8 or 10 and 12 or 12-1, or 12 or 12-1 and 16 or 16-1, or device layer 12 Alternatively, the reflectance R at the interface between 12-1 and substrate 16 or 16-1 can be obtained by the following formula.

R=|(Zb-Za)/(Za+Zb)| R=|(Zb−Za)/(Za+Zb)|

ここで、Za=第1の層、例えば、圧電層8または、第2の層の上に位置する任意選択の底面導電層10を設けた場合底面導電層10の音響インピーダンスであり、 where Za = the acoustic impedance of the first layer, e.g. the piezoelectric layer 8 or the bottom conductive layer 10 if an optional bottom conductive layer 10 located above the second layer is provided;

Zb=第2の層、例えば、素子層12の音響インピーダンスである。 Zb=acoustic impedance of the second layer, eg device layer 12;

第1および第2の層の他の例は、基板16または16-1の上の素子層12または12-1の具体例を含むことができる。 Other examples of first and second layers can include embodiments of device layer 12 or 12-1 on substrate 16 or 16-1.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図1~3に示す任意の共振器本体4の例の全反射率(R)は、>90%であることができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, the total reflectance (R) of any example resonator body 4 shown in FIGS. 1-3 can be >90%.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、素子層12は、当技術分野で周知のやり方で形成されたダイヤモンドまたはSiCの層であることができる。例において、基板16は、ケイ素から形成することができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, device layer 12 can be a layer of diamond or SiC formed in a manner well known in the art. In an example, substrate 16 can be formed from silicon.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、ダイヤモンドで形成された素子層12は、基板16もしくは16-1または犠牲基板(図示せず)上のダイヤモンドの化学的気相成長(CVD)によって成長させることができる。1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、任意選択の底面導電層10、圧電層8、および上面導電層6は、本明細書ではこれ以上説明しない従来の半導体処理技法を利用して、素子層12上に堆積させ、必要に応じ、パターン形成することができる(例えば、櫛歯電極27または交互嵌合電極18)。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, the diamond formed device layer 12 is formed by chemical vapor deposition (CVD) of diamond on substrate 16 or 16-1 or a sacrificial substrate (not shown). can be grown by In one preferred and non-limiting embodiment or example, the optional bottom conductive layer 10, piezoelectric layer 8, and top conductive layer 6 are formed using conventional semiconductor processing techniques not further described herein. , can be deposited on the device layer 12 and patterned as desired (eg, comb electrodes 27 or interdigitated electrodes 18).

本明細書では、各温度補償層90、92、および94は、ケイ素と酸素のうちの少なくとも一方を含むことができる。例えば、各温度補償層は、二酸化ケイ素、またはケイ素元素、および/または酸素元素を含むことができる。 As used herein, each temperature compensating layer 90, 92, and 94 may include at least one of silicon and oxygen. For example, each temperature compensating layer can include silicon dioxide, or elemental silicon, and/or elemental oxygen.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図1~3に示す各UBAR2は、100以上の無負荷品質係数を有することができる。別の例において、図1~3に示す各UBAR2は、50以上の無負荷品質係数を有することができる。1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、図1~3に示す各共振器本体4の例の圧電層8、各素子層12、および各基板16を設けた場合各基板16の厚さは、任意の適切なおよび/または望ましいやり方で選択して、共振器本体4の性能を最適化することができる。同様に、例において、図1~3に示す各共振器本体4の例の寸法は、無制限に、挿入損失、電力処理能力、および熱放散などの目標性能に対して選択することができる。1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、ダイヤモンドが素子層12の材料として使用されたとき、底面層12との界面における前記ダイヤモンド層の表面は、光学的に仕上げおよび/または物理的に高密度にすることができる。例において、素子層12を形成するダイヤモンド材料は、ドーピングされていない、またはドーピングされている、例えば、P型またはN型であることができる。ダイヤモンド材料は、多結晶、ナノ結晶、または超ナノ結晶であることができる。例において、ケイ素が基板16の各具体例の材料として使用されたとき、前記ケイ素は、ドーピングされていない、またはドーピングされている、例えば、P型またはN型であり、単結晶または多結晶であることができる。素子層を形成するダイヤモンド材料は、20cm-1以下のラマン半値幅を有することができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, each UBAR 2 shown in FIGS. 1-3 can have an unloaded quality factor of 100 or more. In another example, each UBAR 2 shown in FIGS. 1-3 may have an unloaded quality factor of 50 or greater. In one preferred and non-limiting embodiment or example, the piezoelectric layer 8, each element layer 12, and each substrate 16 of the example resonator body 4 shown in FIGS. The thickness can be selected in any suitable and/or desired manner to optimize the performance of the resonator body 4. Similarly, in an example, the example dimensions of each resonator body 4 shown in FIGS. 1-3 can be selected for target performance such as insertion loss, power handling capability, and heat dissipation, without limit. In one preferred and non-limiting embodiment or example, when diamond is used as the material for device layer 12, the surface of said diamond layer at the interface with bottom layer 12 is optically finished and/or physically can be densified to In an example, the diamond material forming device layer 12 can be undoped or doped, eg, P-type or N-type. The diamond material can be polycrystalline, nanocrystalline, or ultra-nanocrystalline. By way of example, when silicon is used as the material for each embodiment of substrate 16, said silicon may be undoped or doped, e.g., P-type or N-type, monocrystalline or polycrystalline. can be. The diamond material forming the device layer can have a Raman half-width of 20 cm −1 or less.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、圧電層8は、ZnO、AlN、InN、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属ニオベート、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属チタネート、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属タンタライト、GaN、AlGaN、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、ポリマーまたは前述の材料のうちのいずれかのドーピングされた形で形成することができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, the piezoelectric layer 8 is ZnO, AlN, InN, alkali metal or alkaline earth metal niobates, alkali metal or alkaline earth metal titanates, alkali metal or alkaline earth metal It can be formed of tantalite, GaN, AlGaN, lead zirconate titanate (PZT), polymers or doped forms of any of the aforementioned materials.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、素子層12は、任意の適切なおよび/または望ましい高音響インピーダンス材料で形成することができる。例において、10Pa・s/mから630×10Pa・s/mの間またはそれ以上の音響インピーダンスを有する材料は、高音響インピーダンス材料とみなすことができる。例えば、本明細書に説明する任意の素子層12を形成するのに使用することができる典型的な高音響インピーダンス材料のいくつかの限定されない例には、ダイヤモンド(約630×10Pa・s/m);W(約99.7×10Pa・s/m);SiC;金属などの凝縮相材料、例えば、Al、Pt、Pd、Mo、Cr、Ir、Ti、Ta;周期表の3Aまたは4A族の元素;周期表の1B、2B、3B、4B、5B、6B、7B、または8B族の遷移元素;セラミック;ガラス、およびポリマーが含まれてよい。この高音響インピーダンス材料の限定されない例の列挙は、限定的な意味で解釈されないものとする。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, element layer 12 can be formed of any suitable and/or desired high acoustic impedance material. In an example, a material with an acoustic impedance between 10 6 Pa·s/m 3 and 630×10 6 Pa·s/m 3 or higher can be considered a high acoustic impedance material. For example, some non-limiting examples of typical high acoustic impedance materials that can be used to form any device layer 12 described herein include diamond (approximately 630×10 6 Pa·s /m 3 ); W (about 99.7×10 6 Pa·s/m 3 ); SiC; condensed phase materials such as metals, such as Al, Pt, Pd, Mo, Cr, Ir, Ti, Ta; Elements from groups 3A or 4A of the table; transition elements from groups 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, or 8B of the periodic table; ceramics; glasses, and polymers. This listing of non-limiting examples of high acoustic impedance materials is not to be construed in a limiting sense.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、基板16は、任意の適切なおよび/または望ましい低音響インピーダンス材料で形成することができる。例において、10Pa・s/mから30×10Pa・s/mの間の音響インピーダンスを有する材料は、低音響インピーダンス材料とみなすことができる。例えば、本明細書に説明する任意の基板16を形成するのに使用することができる典型的な低音響インピーダンス材料のいくつかの限定されない例には、セラミック;10Pa・s/mから30×10Pa・s/mの間の音響インピーダンスを有するガラス、結晶、鉱物、および金属;象牙(1.4×10Pa・s/m);アルミナ/サファイア(25.5×10Pa・s/m);アルカリ金属K(1.4×10Pa・s/m);SiO、およびケイ素(19.7×10Pa・s/m)のうちの少なくとも1つが含まれてよい。この低音響インピーダンス材料の限定されない例の列挙は、限定的な意味で解釈されないものとする。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, substrate 16 can be formed of any suitable and/or desired low acoustic impedance material. In an example, materials with acoustic impedances between 10 6 Pa·s/m 3 and 30×10 6 Pa·s/m 3 can be considered low acoustic impedance materials. For example, some non-limiting examples of typical low acoustic impedance materials that can be used to form any of the substrates 16 described herein include ceramics; glasses, crystals, minerals and metals with acoustic impedances between 30×10 6 Pa·s/m 3 ; ivory (1.4×10 6 Pa·s/m 3 ); alumina/sapphire (25.5× 10 6 Pa·s/m 3 ); alkali metal K (1.4×10 6 Pa·s/m 3 ); SiO 2 and silicon (19.7×10 6 Pa·s/m 3 ). At least one may be included. This listing of non-limiting examples of low acoustic impedance materials is not to be construed in a limiting sense.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、各共振器本体4の例を形成する材料の選択により、典型的には高音響インピーダンス材料とみなされる1つまたは複数の材料は、共振器本体4の低音響インピーダンス材料として機能することができる。例えば、ダイヤモンドまたはSiCが素子層12の材料として使用された場合、Wを基板16の材料として使用することができる。したがって、共振器本体4の2つの層または基板の界面において所望の反射率R(上記に論じた)を実現することにより、どの材料を高音響インピーダンス材料として使用でき、どの材料を低音響インピーダンス材料として使用できるかを決定することができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, the choice of materials forming each instance of the resonator body 4 causes one or more materials typically considered high acoustic impedance materials to be It can function as a low acoustic impedance material for the body 4 . For example, if diamond or SiC is used as the device layer 12 material, W can be used as the substrate 16 material. Therefore, by achieving the desired reflectance R (discussed above) at the interface of the two layers or substrates of the resonator body 4, which materials can be used as high acoustic impedance materials and which materials can be used as low acoustic impedance materials. can be used as

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、本発明の原理によるバルク音響共振器は、共振器本体4を含むことができる。共振器本体4は、圧電層8と、素子層12と、素子層12とは反対側の圧電層8上の上面導電層6とを含むことができる。圧電層とは反対側の素子層12の表面の実質上すべては、共振器本体4から分離されているキャリア14に共振器本体4を実装するためにある。例において、圧電層とは反対側の素子層の表面のすべては、共振器本体の全体をキャリアに実装するためであり得ることが望ましいが、絶対不可欠ではない。例において、バルク音響共振器は、信号を上面導電層に伝導するために接続構造体34または36を含むことができることが望ましいが、絶対不可欠ではない。例において、素子層は、ダイヤモンドまたはSiCを含むことができる。例において、上面導電層6は、複数の間隔を置いた導電線またはフィンガを含むことができる。例において、共振器本体4は、圧電層8と素子層12との間に任意選択の底面導電層10をさらに備えることができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, a bulk acoustic resonator according to the principles of the invention can include a resonator body 4. As shown in FIG. The resonator body 4 may include a piezoelectric layer 8 , an element layer 12 and a top conductive layer 6 on the piezoelectric layer 8 opposite the element layer 12 . Substantially all of the surface of the element layer 12 opposite the piezoelectric layer is for mounting the resonator body 4 on a carrier 14 which is separate from the resonator body 4 . In an example, all of the surface of the element layer opposite the piezoelectric layer can be for mounting the entire resonator body to the carrier, although this is not essential. In an example, the bulk acoustic resonator may desirably, but not necessarily, include connection structures 34 or 36 to conduct signals to the top conductive layer. In examples, the device layer can include diamond or SiC. In an example, the top conductive layer 6 can include a plurality of spaced-apart conductive lines or fingers. In an example, the resonator body 4 can further comprise an optional bottom conductive layer 10 between the piezoelectric layer 8 and the device layer 12 .

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、共振器本体4は、圧電層8とは反対側の素子層12に取り付けられた基板16をさらに含むことができる。例において、素子層12の表面は、その全体を基板16に実装することができる。例において、キャリア14に面する基板16の表面は、その全体をキャリア14に直接実装するためにあることができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, the resonator body 4 can further include a substrate 16 attached to the device layer 12 opposite the piezoelectric layer 8 . In an example, the surface of device layer 12 can be mounted in its entirety to substrate 16 . In an example, the surface of substrate 16 facing carrier 14 may be for direct mounting of the entirety thereof to carrier 14 .

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、キャリア14に面する素子層12の表面は、その全体を基板16に直接実装することができる。例において、キャリア14に面する素子層12の表面は、その全体をキャリア14に直接実装するためにある。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, the surface of device layer 12 facing carrier 14 can be directly mounted to substrate 16 in its entirety. In the example, the surface of device layer 12 facing carrier 14 is for direct mounting of the entirety thereof to carrier 14 .

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、共振器本体4は、基板16と圧電層8との間に第2の素子層12-1を、または基板16と圧電層8との間に第2の基板16-1を、または両方をさらに含むことができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, the resonator body 4 includes a second element layer 12-1 between the substrate 16 and the piezoelectric layer 8, or a second element layer 12-1 between the substrate 16 and the piezoelectric layer 8. can further include a second substrate 16-1, or both.

1つの好ましいおよび非限定的な実施形態または例において、本明細書では、「その全体を実装すること(mounting in its entirety)」は1つの層または基板を直接または間接的に別の層または基板に実装することを意味することができる。例において、本明細書では、「その全体を実装すること(mounting in its entirety)」は、また、あるいは代替案として、1つの層または基板と、別の層または基板との間に意図的に導入された空間または間隙がないことを意味することができる。別の例において、本明細書では、「その全体を実装すること(mounting in its entirety)」は、また、あるいは代替案として、1つの層または基板と、別の層または基板との間に自然に(ただし、意図的ではなく)形成され得る自然に発生する空間を含むことができる。 In one preferred and non-limiting embodiment or example, as used herein, "mounting in its entity" means that one layer or substrate directly or indirectly can be meant to be implemented in By way of example, as used herein, "mounting in its entity" also, or alternatively, intentionally mounts between one layer or substrate and another layer or substrate. It can mean that there are no introduced spaces or gaps. In another example, as used herein, "mounting in its entirety" also or alternatively means the natural structure between one layer or substrate and another layer or substrate. It can include naturally occurring spaces that can be (but not intentionally) formed into.

このようにUBARのいくつかの非限定的な実施形態または例を説明してきたので、次にUBARの第1から第6の例を説明する。 Having thus described several non-limiting embodiments or examples of UBAR, first through sixth examples of UBAR are now described.

UBARの第1の例:温度補償層の存在を有する素子層有効モード3および/またはモード4共振First Example of UBAR: Device Layer Effective Mode 3 and/or Mode 4 Resonance with the Presence of a Temperature Compensating Layer

図1に戻って参照すると、いくつかの非限定的な実施形態または例において、UBAR2の第1の例(図1に示す)が、その上面からキャリア14までに、間隔を置いた導電線またはフィンガ20または28(図4A~4Bに示す)と、LiNbOで形成された圧電層8と、SiOで形成された温度補償層92と、ダイヤモンドまたはSiCで形成された素子層12とを備える上面導電層6を含むことができる。例において、フィンガ・ピッチ38(図4A~4Bに示す)は0.6μmであり、圧電層8の厚さは0.6μmである。 Referring back to FIG. 1, in some non-limiting embodiments or examples, a first example of UBAR 2 (shown in FIG. 1) extends from its top surface to carrier 14 with spaced-apart conductive lines or It comprises a finger 20 or 28 (shown in FIGS. 4A-4B), piezoelectric layer 8 made of LiNbO 3 , temperature compensation layer 92 made of SiO 2 and device layer 12 made of diamond or SiC. A top conductive layer 6 may be included. In the example, the finger pitch 38 (shown in FIGS. 4A-4B) is 0.6 μm and the thickness of the piezoelectric layer 8 is 0.6 μm.

本開示全体を通して、変数「λ」の値は、上面導電層6によって画定されたパターンもしくは特徴の1つもしくは複数の寸法に基づくか、または圧電層8の厚さに基づくことができる。いくつかの非限定的な実施形態または例において、λの値は、フィンガ・ピッチ38の2倍に等しくてもよく、または圧電層8の厚さの2倍(この例においては1.2μm)に等しくてもよい。しかし、λの値は本明細書に説明するそれぞれのUBARの例の1つもしくは複数の他のパターンもしくは特徴の任意の他の適切なおよび/もしくは望ましい寸法および/または1つもしくは複数の層の厚さに基づいてもよいので、これは限定的な意味で解釈されないものとする。この例において、圧電層8のカット角度は、YカットまたはYXカットと呼ばれることもある0°(または180°)であった。いくつかの非限定的な実施形態または例において、0°(または180°)±20°の圧電層8のカット角度の使用が想定される。本明細書では、他の指示がない限り、圧電層8のカット角度は、X軸を中心として回転されたカット角度を基準とする。 Throughout this disclosure, the value of variable “λ” can be based on one or more dimensions of the pattern or features defined by top conductive layer 6 or based on the thickness of piezoelectric layer 8 . In some non-limiting embodiments or examples, the value of λ may be equal to twice the finger pitch 38 or twice the thickness of the piezoelectric layer 8 (1.2 μm in this example). may be equal to However, the value of λ may be any other suitable and/or desirable dimension and/or thickness of one or more layers of one or more other patterns or features of each UBAR example described herein. This shall not be interpreted in a limiting sense as it may be based on thickness. In this example, the cut angle of the piezoelectric layer 8 was 0° (or 180°), sometimes called Y-cut or YX-cut. In some non-limiting embodiments or examples, use of a cut angle of piezoelectric layer 8 of 0° (or 180°) ±20° is envisioned. Herein, unless otherwise indicated, the cut angles of the piezoelectric layer 8 are referenced to the cut angles rotated about the X-axis.

いくつかの非限定的な実施形態または例において、UBAR2の第1の例をモデル化するために、周波数応答(周波数対振幅)を、SiOで形成された温度補償層92の厚さのいくつかのまたは複数の異なる例示的な値に対して、このUBAR2の第1の例に加えられた例示的な電気刺激の周波数掃引(例えば、1GHzから6.2GHzまで)について求めた。モデル化の例において、SiOで形成された温度補償層92の厚さは、(9/16)λから(1/64)λの間で変化させ、厚さの各値に対するUBAR2の第1の例に加えられた例示的な電気刺激の周波数は、少なくとも1GHzから6.2GHzの間で変化させた。例において、周波数対振幅の第1のプロット、グラフ、または関係を、例えば、(9/16)λの温度補償層92の厚さに対して、少なくとも1GHzから6.2GHzの間の周波数掃引について求めた。例において、周波数対振幅の別のプロット、グラフ、または関係を、例えば、(3/64)λの温度補償層92の厚さに対して少なくとも1GHzから6.2GHzの間の周波数掃引について求めた。周波数対振幅の追加のプロット、グラフ、または関係を、温度補償層92の他の厚さの周波数掃引について求めた。 In some non-limiting embodiments or examples, to model the first example of UBAR2, the frequency response (frequency vs. amplitude) is scaled with the thickness of the temperature compensation layer 92 made of SiO2 . A frequency sweep (eg, from 1 GHz to 6.2 GHz) of an exemplary electrical stimulus applied to this first example of UBAR2 was determined for one or more different exemplary values. In a modeling example, the thickness of temperature-compensating layer 92 made of SiO 2 is varied between (9/16)λ and (1/64)λ, and the first The frequency of the exemplary electrical stimuli applied in the examples varied between at least 1 GHz and 6.2 GHz. In an example, a first plot, graph, or relationship of frequency versus amplitude, e.g. asked. In the example, another plot, graph, or relationship of frequency versus amplitude was obtained for a frequency sweep between at least 1 GHz and 6.2 GHz for a thickness of temperature-compensating layer 92 of, for example, (3/64)λ. . Additional plots, graphs, or relationships of frequency versus amplitude were obtained for frequency sweeps of other thicknesses of temperature-compensating layer 92 .

周波数対振幅の各プロット、グラフ、または関係に対して、少なくともモード4共振周波数88(図10および図11)が観察された。しかし、このUBARの第1の例において、意外にも、図10に示すモード4共振周波数88の3.05GHzに対して、モード4共振周波数88が、約5.2GHzで観察され(図11)、モード3共振周波数86(図11)が、約3.13GHzで観察された。 At least a Mode 4 resonance frequency 88 (FIGS. 10 and 11) was observed for each plot, graph or relationship of frequency versus amplitude. However, in this first example of UBAR, unexpectedly, the Mode 4 resonance frequency 88 is observed at about 5.2 GHz, as opposed to 3.05 GHz for the Mode 4 resonance frequency 88 shown in FIG. 10 (FIG. 11). , a mode 3 resonance frequency 86 (FIG. 11) was observed at about 3.13 GHz.

図11において、モード1およびモード2共振周波数82および84(例えば、図10に示す)は、簡潔にするためにモード3共振周波数86の左に省略されている。しかし、少なくとも1GHzから6.2GHzの間の周波数掃引では、モード1およびモード2共振周波数82および84(例えば、図10に示す)は、モード3およびモード4共振周波数86および88に加えて存在してもよいことを理解されたい。 In FIG. 11, Mode 1 and Mode 2 resonance frequencies 82 and 84 (eg, shown in FIG. 10) are omitted to the left of Mode 3 resonance frequency 86 for clarity. However, at least for frequency sweeps between 1 GHz and 6.2 GHz, Mode 1 and Mode 2 resonant frequencies 82 and 84 (eg, shown in FIG. 10) are present in addition to Mode 3 and Mode 4 resonant frequencies 86 and 88. It should be understood that

いくつかの非限定的な実施形態または例において、例えば、図11に示すように、周波数対振幅の各プロット、グラフ、または関係は、モード3共振周波数86ではfs1の正のピーク値とfp1の負のピーク値とを含み、モード4共振周波数88ではfs2の正のピーク値とfp2の負のピーク値を含む。 In some non-limiting embodiments or examples, for example, as shown in FIG. 11, frequency versus amplitude plots, graphs, or relationships show a positive peak value of f s1 at mode 3 resonance frequency 86 and f at the mode 4 resonance frequency 88, including the positive peak value of fs2 and the negative peak value of fp2 .

説明だけのために、本明細書では、特定の周波数「に関して」観察された「共振周波数」は、モード3共振周波数86では、正のピーク値fs1からfp1の負のピーク値の間の、およびモード4共振周波数88では、正のピーク値fs2からfp2の負のピーク値の間の任意の代表的周波数であり得る。したがって、特定の周波数「に関する」ものとして本明細書に説明する任意の共振周波数は、限定的な意味で解釈されないものとする。 For descriptive purposes only, a “resonant frequency” observed “for” a particular frequency is defined herein as the mode 3 resonant frequency 86 between the peak positive value f s1 and the peak negative value of f p1 . , and mode 4 resonance frequency 88 can be any representative frequency between the positive peak value fs2 and the negative peak value of fp2 . Accordingly, any resonant frequency described herein as being “related to” a particular frequency shall not be construed in a limiting sense.

いくつかの非限定的な実施形態または例において、SiOで形成された温度補償層92の厚さ(1/16)λに対して、モード3およびモード4共振周波数86および88のモード3結合効率(M3CE)およびモード4結合効率(M4CE)は、それぞれ、以下の式EQ1およびEQ2により求めることができる。
EQ1:モード3結合効率(M3CE)=(π/4)((fp1-fs1)/fp1
EQ2:モード4結合効率(M4CE)=(π/4)((fp2-fs2)/fp2
ここで、それぞれ、3.738GHzおよび3.13GHzに等しいfp1およびfs1の例示的な値に対して、
M3CE=40.093%、および
それぞれ、5.442GHzおよび5.172GHzに等しいfp2およびfs2の例示的な値に対して、
M4CE=12.229%
In some non-limiting embodiments or examples, the mode 3 coupling of mode 3 and mode 4 resonance frequencies 86 and 88 is Efficiency (M3CE) and mode 4 coupling efficiency (M4CE) can be determined by the following equations EQ1 and EQ2, respectively.
EQ1: Mode 3 coupling efficiency (M3CE)=(π 2 /4)((f p1 −f s1 )/f p1 )
EQ2: Mode 4 coupling efficiency (M4CE) = (π 2 /4) ((f p2 - f s2 )/f p2 )
where for exemplary values of f p1 and f s1 equal to 3.738 GHz and 3.13 GHz, respectively,
M3CE=40.093%, and for exemplary values of fp2 and fs2 equal to 5.442 GHz and 5.172 GHz, respectively,
M4CE = 12.229%

しかし、この例におけるM3CEの前述の値は、8%以上、11%以上、14%以上、17%以上、または20%以上のM3CEの値が満足のいく、適切なおよび/または望ましい場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。また、あるいは代替案として、この例におけるM4CEの前述の値は、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上のM4CEの値が満足のいく、適切なおよび/または望ましい場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。 However, the aforementioned values of M3CE in this example may be satisfactory, suitable and/or desirable for values of M3CE of 8% or greater, 11% or greater, 14% or greater, 17% or greater, or 20% or greater. Therefore, it shall not be construed in a limiting sense. Also, or alternatively, the foregoing values of M4CE in this example are such that values of M4CE of 3% or greater, 4% or greater, 6% or greater, 8% or greater, or 10% or greater are satisfactory, suitable and/or or may be desirable and shall not be construed in a limiting sense.

いくつかの非限定的な実施形態または例において、M3CEの具体的な値、例えば、8%以上、11%以上、14%以上、17%以上、または20%以上が所望されるとき、圧電層8のカット角度は、0°(または180°)±20°の上記のカット角度を超えて、例えば、0°(または180°)±20°以上、±30°以上、±40°以上、±50°以上などのカット角度に及ぶことができる。いくつかの非限定的な実施形態または例において、無制限に、ZカットまたはXカットの所望のカット角度から作り出されたLiNbO結晶などの圧電層8は、M3CEの所望の具体的な値を得るのにも十分である場合がある。 In some non-limiting embodiments or examples, when specific values of M3CE are desired, e.g., 8% or more, 11% or more, 14% or more, 17% or more, or 20% or more, the piezoelectric layer 8 cut angles exceed the above cut angles of 0° (or 180°) ± 20°, for example, 0° (or 180°) ± 20° or more, ± 30° or more, ± 40° or more, ± Cut angles can range, such as 50° or more. In some non-limiting embodiments or examples, without limitation, a piezoelectric layer 8 such as a LiNbO3 crystal fabricated from a desired cut angle of Z-cut or X-cut to obtain a desired specific value of M3CE. may also be sufficient for

いくつかの非限定的な実施形態または例において、あるレベルのM4CE、例えば、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上が所望されるとき、圧電層8のカット角度は、130°±30°のカット角度(Yカット130±30またはYXカット130±30と呼ばれることもある)を超えて、例えば、130°±30°以上、±40°以上、±50°以上などのカット角度に及ぶことができる。いくつかの非限定的な実施形態または例において、無制限に、ZカットまたはXカットの所望のカット角度から作り出されたLiNbO結晶などの圧電層8は、M4CEの所望の具体的な値を得るのにも十分である場合がある。 In some non-limiting embodiments or examples, when some level of M4CE is desired, e.g., 3% or more, 4% or more, 6% or more, 8% or more, or 10% or more, The cut angle exceeds a cut angle of 130° ± 30° (sometimes called Y cut 130 ± 30 or YX cut 130 ± 30), for example, 130° ± 30° or more, ± 40° or more, ± 50 It can span cut angles such as ° or more. In some non-limiting embodiments or examples, without limitation, a piezoelectric layer 8 such as a LiNbO3 crystal fabricated from a desired cut angle of Z-cut or X-cut to obtain the desired specific value of M4CE may also be sufficient for

いくつかの非限定的な実施形態または例において、式EQ1およびEQ2ならびに温度補償層92の厚さのいくつかの値に対して上記に説明したやり方で求めた周波数対振幅のプロット、グラフ、または関係を使用して、モード3およびモード4共振周波数を最適化するSiOで形成された温度補償層92の厚さ値は、それぞれ、(3/64)λおよび(1/32)λであると決定された。しかし、これらの厚さの値は、SiOで形成された温度補償層92の厚さが任意の適切なおよび/または望ましくは、無制限に、1λ以下、(1/2)λ以下、(3/8)λ以下、(1/4)λ以下、または(1/8)λ以下などの厚さである場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。 In some non-limiting embodiments or examples, frequency versus amplitude plots, graphs, or Using the relationship, the thickness values of the temperature-compensating layer 92 made of SiO2 that optimize the mode 3 and mode 4 resonance frequencies are (3/64)λ and (1/32)λ, respectively. was decided. However, these thickness values are 1λ or less, (1/2)λ or less, (3 It should not be construed in a limiting sense as it may be of thickness such as /8)λ or less, (1/4)λ or less, or (1/8)λ or less.

UBARの第2の例:温度補償層の存在なしの素子層有効モード3および/またはモード4共振Second UBAR Example: Device Layer Effective Mode 3 and/or Mode 4 Resonance Without the Presence of a Temperature Compensating Layer

いくつかの非限定的な実施形態または例において、比較および/またはモデル化のために、周波数応答を、UBAR2の第2の例が温度補償層92を除外することを除いてほとんどの点で上記に説明したUBAR2の第1の例(図1に示す)と同様であるUBAR2の第2の例に加えられた例示的な電気刺激の周波数掃引(例えば、1GHzから6.2GHzまで)について求めた。周波数対振幅のプロット、グラフ、または関係を周波数掃引について求めた。 In some non-limiting embodiments or examples, for purposes of comparison and/or modeling, the frequency response is in most respects described above except that the second example of UBAR2 excludes the temperature compensation layer 92. was determined for an exemplary electrical stimulation frequency sweep (e.g., from 1 GHz to 6.2 GHz) applied to a second example of UBAR2 similar to the first example of UBAR2 described in (shown in FIG. 1). . A frequency versus amplitude plot, graph, or relationship was obtained for the frequency sweep.

式EQ1およびEQ2ならびに周波数掃引について求めた周波数対振幅のプロット、グラフ、または関係を利用して、UBAR2の第2の例のモード3およびモード4共振周波数86および88の結合効率M3CEおよびM4CEは、次の値であると決定された。
それぞれ、3.738GHzおよび3.13GHzに等しいfp1およびfs1の値に対して、M3CE=40.093%
および
それぞれ、6.194GHzおよび5.96GHzに等しいfp2およびfs2の値に対して、M4CE=9.312%
Utilizing equations EQ1 and EQ2 and frequency vs. amplitude plots, graphs or relationships determined for frequency sweeps, the coupling efficiencies M3CE and M4CE for the mode 3 and mode 4 resonance frequencies 86 and 88 of the second example of UBAR2 are: It was determined to be the following values:
M3CE=40.093% for values of f p1 and f s1 equal to 3.738 GHz and 3.13 GHz, respectively
and M4CE=9.312% for values of f p2 and f s2 equal to 6.194 GHz and 5.96 GHz, respectively

しかし、この例におけるM3CEの前述の値は、8%以上、11%以上、14%以上、17%以上、または20%以上のM3CEの値が満足のいく、適切なおよび/または望ましい場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。また、あるいは代替案として、この例におけるM4CEの前述の値は、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上のM4CEの値が満足のいく、適切なおよび/または望ましい場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。 However, the aforementioned values of M3CE in this example may be satisfactory, suitable and/or desirable for values of M3CE of 8% or greater, 11% or greater, 14% or greater, 17% or greater, or 20% or greater. Therefore, it shall not be construed in a limiting sense. Also, or alternatively, the foregoing values of M4CE in this example are such that values of M4CE of 3% or greater, 4% or greater, 6% or greater, 8% or greater, or 10% or greater are satisfactory, suitable and/or or may be desirable and shall not be construed in a limiting sense.

いくつかの非限定的な実施形態または例において、M3CEの具体的な値、例えば、8%以上、11%以上、14%以上、17%以上、または20%以上が所望されるとき、圧電層8のカット角度は、0°(または180°)±20°の上記のカット角度を超えて、例えば、0°(または180°)±20°以上、±30°以上、±40°以上、±50°以上などのカット角度に及ぶことができる。いくつかの非限定的な実施形態または例において、無制限に、ZカットまたはXカットの所望のカット角度から作り出されたLiNbO結晶などの圧電層8は、M3CEの所望の具体的な値を得るのにも十分である場合がある。 In some non-limiting embodiments or examples, when specific values of M3CE are desired, e.g., 8% or more, 11% or more, 14% or more, 17% or more, or 20% or more, the piezoelectric layer 8 cut angles exceed the above cut angles of 0° (or 180°) ± 20°, for example, 0° (or 180°) ± 20° or more, ± 30° or more, ± 40° or more, ± Cut angles can range, such as 50° or more. In some non-limiting embodiments or examples, without limitation, a piezoelectric layer 8 such as a LiNbO3 crystal fabricated from a desired cut angle of Z-cut or X-cut to obtain a desired specific value of M3CE. may also be sufficient for

いくつかの非限定的な実施形態または例において、あるレベルのM4CE、例えば、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上が所望されるとき、圧電層8のカット角度は、130°±30°のカット角度(Yカット130±30またはYXカット130±30と呼ばれることもある)を超えて、例えば、130°±30°以上、±40°以上、±50°以上などのカット角度に及ぶことができる。いくつかの非限定的な実施形態または例において、無制限に、ZカットまたはXカットの所望のカット角度から作り出されたLiNbO結晶などの圧電層8は、M4CEの所望の具体的な値を得るのにも十分である場合がある。 In some non-limiting embodiments or examples, when some level of M4CE is desired, e.g., 3% or more, 4% or more, 6% or more, 8% or more, or 10% or more, The cut angle exceeds a cut angle of 130° ± 30° (sometimes called Y cut 130 ± 30 or YX cut 130 ± 30), for example, 130° ± 30° or more, ± 40° or more, ± 50 It can span cut angles such as ° or more. In some non-limiting embodiments or examples, without limitation, a piezoelectric layer 8 such as a LiNbO3 crystal fabricated from a desired cut angle of Z-cut or X-cut to obtain the desired specific value of M4CE may also be sufficient for

上記に説明した温度補償層92を有するおよび有さないUBAR2のM4CEの値から理解することができるように、結合効率は、SiOの温度補償層92を有するUBAR2ではより大きい場合があり、逆に、結合効率は、SiOの温度補償層92を有さないUBAR2ではより小さい場合がある。いくつかの非限定的な実施形態または例において、一般に、より大きい値の結合効率がより望ましい。 As can be seen from the values of M4CE for UBAR2 with and without temperature-compensating layer 92 discussed above, the coupling efficiency may be greater for UBAR2 with temperature-compensating layer 92 of SiO2 and vice versa. Additionally, the coupling efficiency may be lower for UBAR 2 that does not have a temperature compensation layer 92 of SiO 2 . In some non-limiting embodiments or examples, higher values of coupling efficiency are generally more desirable.

UBARの第3の例:温度補償層および窒化アルミニウムの層の存在を有する素子層有効モード3および/またはモード4共振Third example of UBAR: device layer effective mode 3 and/or mode 4 resonance with the presence of a temperature compensation layer and a layer of aluminum nitride

図12を参照し、引き続き図11を参照すると、いくつかの非限定的な実施形態または例において、比較および/またはモデル化のために、周波数応答を、少なくとも以下を除いて、すなわち、UBAR2の第3の例が、ダイヤモンドまたはSiCの素子層12と、図12にAlN層96の上に示すSiOの温度補償層92との間にAlN96の層を含み、AlN層96が(7/16)λの厚さを有し、SiOの温度補償層92が、(11/128)λの厚さを有し、ダイヤモンドまたはSiCで形成された素子層12が、厚さ(90/16)λを有することを除いて、ほとんどの点で上記に説明したUBAR2の第1の例と同様であるUBAR2の第3の例(図12に示す)に加えられた例示的な電気刺激の周波数掃引(例えば、1GHzから6.2GHzまで)について求めた。この例において、λは1.6μmに等しい。周波数対振幅のプロット、グラフ、または関係を周波数掃引について求めた。 12, and with continued reference to FIG. 11, in some non-limiting embodiments or examples, for purposes of comparison and/or modeling, the frequency response is measured with at least the following exceptions: A third example includes a layer of AlN 96 between the diamond or SiC device layer 12 and a temperature compensation layer 92 of SiO 2 shown in FIG. )λ, the temperature compensation layer 92 of SiO 2 has a thickness of (11/128)λ, and the device layer 12 made of diamond or SiC has a thickness of (90/16) A frequency sweep of an exemplary electrical stimulus applied to a third example of UBAR2 (shown in FIG. 12) that is similar in most respects to the first example of UBAR2 described above, except that it has λ (eg, from 1 GHz to 6.2 GHz). In this example λ is equal to 1.6 μm. A frequency versus amplitude plot, graph, or relationship was obtained for the frequency sweep.

式EQ1およびEQ2ならびに周波数掃引について求めた周波数対振幅のプロット、グラフ、または関係を利用して、図12に示すUBAR2の第3の例のモード3およびモード4共振周波数86および88に対する結合効率M3CEおよびM4CEは、次の値であると決定された。
それぞれ、3.608GHzおよび3.032GHzに等しいfp1およびfs1の値に対して、M3CE=39.351%
および
それぞれ、5.02GHzおよび4.8GHzに等しいfp2およびfs2の値に対して、M4CE=10.802%
Utilizing equations EQ1 and EQ2 and frequency vs. amplitude plots, graphs or relationships determined for frequency sweeps, the coupling efficiency M3CE for mode 3 and mode 4 resonance frequencies 86 and 88 of the third example of UBAR2 shown in FIG. and M4CE were determined to be the following values:
M3CE=39.351% for values of f p1 and f s1 equal to 3.608 GHz and 3.032 GHz, respectively
and M4CE=10.802% for values of f p2 and f s2 equal to 5.02 GHz and 4.8 GHz, respectively

しかし、この例におけるM3CEの前述の値は、8%以上、11%以上、14%以上、17%以上、または20%以上のM3CEの値が満足のいく、適切なおよび/または望ましい場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。また、あるいは代替案として、この例におけるM4CEの前述の値は、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上のM4CEの値が満足のいく、適切なおよび/または望ましい場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。 However, the aforementioned values of M3CE in this example may be satisfactory, suitable and/or desirable for values of M3CE of 8% or greater, 11% or greater, 14% or greater, 17% or greater, or 20% or greater. Therefore, it shall not be construed in a limiting sense. Also, or alternatively, the foregoing values of M4CE in this example are such that values of M4CE of 3% or greater, 4% or greater, 6% or greater, 8% or greater, or 10% or greater are satisfactory, suitable and/or or may be desirable and shall not be construed in a limiting sense.

いくつかの非限定的な実施形態または例において、M3CEの具体的な値、例えば、8%以上、11%以上、14%以上、17%以上、または20%以上が所望されるとき、圧電層8のカット角度は、0°(または180°)±20°の上記のカット角度を超えて、例えば、0°(または180°)±20°以上、±30°以上、±40°以上、±50°以上などのカット角度に及ぶことができる。いくつかの非限定的な実施形態または例において、無制限に、ZカットまたはXカットの所望のカット角度から作り出されたLiNbO結晶などの圧電層8は、M3CEの所望の具体的な値を得るのにも十分である場合がある。 In some non-limiting embodiments or examples, when specific values of M3CE are desired, e.g., 8% or more, 11% or more, 14% or more, 17% or more, or 20% or more, the piezoelectric layer 8 cut angles exceed the above cut angles of 0° (or 180°) ± 20°, for example, 0° (or 180°) ± 20° or more, ± 30° or more, ± 40° or more, ± Cut angles can range, such as 50° or more. In some non-limiting embodiments or examples, without limitation, a piezoelectric layer 8 such as a LiNbO3 crystal fabricated from a desired cut angle of Z-cut or X-cut to obtain a desired specific value of M3CE. may also be sufficient for

いくつかの非限定的な実施形態または例において、あるレベルのM4CE、例えば、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上が所望されるとき、圧電層8のカット角度は、130°±30°のカット角度(Yカット130±30またはYXカット130±30と呼ばれることもある)を超えて、例えば、130°±30°以上、±40°以上、±50°以上などのカット角度に及ぶことができる。いくつかの非限定的な実施形態または例において、無制限に、ZカットまたはXカットの所望のカット角度から作り出されたLiNbO結晶などの圧電層8は、M4CEの所望の具体的な値を得るのにも十分である場合がある。 In some non-limiting embodiments or examples, when some level of M4CE is desired, e.g., 3% or more, 4% or more, 6% or more, 8% or more, or 10% or more, The cut angle exceeds a cut angle of 130° ± 30° (sometimes called Y cut 130 ± 30 or YX cut 130 ± 30), for example, 130° ± 30° or more, ± 40° or more, ± 50 It can span cut angles such as ° or more. In some non-limiting embodiments or examples, without limitation, a piezoelectric layer 8 such as a LiNbO3 crystal fabricated from a desired cut angle of Z-cut or X-cut to obtain the desired specific value of M4CE may also be sufficient for

UBARの第1から第3までの例の上記の例において、M3CEおよびM4CEは、0°(または180°)の角度でカットされたLiNbO結晶で形成された圧電層8に対して求めた。いくつかの非限定的な実施形態または例において、約130°の角度でカットされた(YXカット130°またはYカット130°と呼ばれることもある)LiNbO結晶で形成された圧電層8が、モード4共振周波数88の結合効率M4CEを改善または最適化することができることを出願人は発見した。例において、LiNbO結晶で形成された圧電層8のカット角度は、例えば、100°から160°の間の範囲において130°±30°、より好ましくは、例えば、110°から150°の間の範囲において130°±20°、最も好ましくは、例えば、120°から140°の範囲において130°±10°であることができる。しかし、これらの±値または範囲は、限定的な意味で解釈されないものとする。 In the above examples of the first through third examples of UBAR, M3CE and M4CE were determined for piezoelectric layer 8 formed of LiNbO 3 crystals cut at an angle of 0° (or 180°). In some non-limiting embodiments or examples, piezoelectric layer 8 formed of LiNbO3 crystals cut at an angle of about 130° (sometimes referred to as YX-cut 130° or Y-cut 130°) is Applicants have discovered that the mode 4 resonance frequency 88 coupling efficiency M4CE can be improved or optimized. In an example, the cut angle of the piezoelectric layer 8 made of LiNbO3 crystals is, for example, 130°±30° in the range between 100° and 160°, more preferably between 110° and 150°, for example. 130°±20° in the range, most preferably 130°±10° in the range, for example, from 120° to 140°. However, these ± values or ranges shall not be interpreted in a limiting sense.

さらに、いくつかの非限定的な実施形態または例において、圧電層8(約130°(±30°、または±20°、または±10°)の角度でカットされたLiNbO結晶で形成された)と素子層12(基板16が省略されたとき)または基板16(素子層12が省略されたとき)との、または素子層12および基板16の両方が存在するときは両方との間の低および高音響インピーダンス材料の交互に重なった層を用いて形成されたUBAR2が、モード4共振周波数88の結合効率M4CEを改善または最適化することもできることを出願人は発見した。いくつかの非限定的な実施形態または例において、低および高音響インピーダンス材料の重なった層を用いて形成されたUBAR2は、ダイヤモンド、SiC、W、Ir、またはAlNで形成された素子層12と、ケイ素で形成された基板16とを含むことができる。いくつかの非限定的な実施形態または例において、低および高音響インピーダンス材料の交互に重なった層を用いて形成されたUBAR2は、ケイ素で形成された基板16を含むことができるが、素子層12は除外することができる。 Further, in some non-limiting embodiments or examples, the piezoelectric layer 8 (made of LiNbO3 crystals cut at an angle of about 130° (±30°, or ±20°, or ±10°) ) and device layer 12 (when substrate 16 is omitted) or substrate 16 (when device layer 12 is omitted), or both when both device layer 12 and substrate 16 are present. Applicants have discovered that a UBAR2 formed with alternating layers of high acoustic impedance and high acoustic impedance materials can also improve or optimize the coupling efficiency M4CE of the mode 4 resonance frequency 88. In some non-limiting embodiments or examples, a UBAR 2 formed using superimposed layers of low and high acoustic impedance materials has a device layer 12 formed of diamond, SiC, W, Ir, or AlN. , and a substrate 16 formed of silicon. In some non-limiting embodiments or examples, a UBAR 2 formed using alternating layers of low and high acoustic impedance materials can include a substrate 16 formed of silicon, but not the device layer. 12 can be excluded.

UBARの第4の例:少なくとも低音響インピーダンス層と高音響インピーダンス層とを備え、任意選択で素子層を有するスタックによって有効にされた屈曲モード(モード4)Fourth example of UBAR: flexural mode (mode 4) enabled by a stack comprising at least a low acoustic impedance layer and a high acoustic impedance layer, optionally with a device layer

図13を参照し、引き続き図11を参照すると、いくつかの非限定的な実施形態または例において、低および高音響インピーダンス材料の交互に重なった層で形成されたUBAR2の第4の例(図13に示す)が、圧電層8(約130°(±30°、または±20°、または±10°)の角度でカットされたLiNbO結晶で形成された)から(任意選択の)素子層12または基板16までに、第1の低音響インピーダンス層100と、第1の高音響インピーダンス層102と、第2の低音響インピーダンス層104と、第2の高音響インピーダンス層106と、第3の低音響インピーダンス層108とを含むことができる。この例において、上面電極6の間隔を置いた導電線またはフィンガ20または28のフィンガ・ピッチ38(図4A~4Bに示す)は1.2μmであり、λの値は2.4μmであり、圧電層の厚さはλ/2であり、素子層12の厚さは、存在するとき、4λであり、基板16の厚さは20μmである。この例において、モデル化するために、圧電層8のカット角度は、100°から160°の間で変化させた。 13, and with continued reference to FIG. 11, in some non-limiting embodiments or examples, a fourth example UBAR2 formed of alternating layers of low and high acoustic impedance materials (FIG. 13) is the piezoelectric layer 8 (made of LiNbO 3 crystals cut at an angle of about 130° (±30°, or ±20°, or ±10°)) to the (optional) device layer 12 or substrate 16, a first low acoustic impedance layer 100, a first high acoustic impedance layer 102, a second low acoustic impedance layer 104, a second high acoustic impedance layer 106, and a third A low acoustic impedance layer 108 may also be included. In this example, the finger pitch 38 (shown in FIGS. 4A-4B) of the spaced conductive lines or fingers 20 or 28 of the top electrode 6 is 1.2 μm, the value of λ is 2.4 μm, and the piezoelectric The thickness of the layers is λ/2, the thickness of device layer 12, when present, is 4λ, and the thickness of substrate 16 is 20 μm. In this example, the cut angle of the piezoelectric layer 8 was varied between 100° and 160° for modeling.

いくつかの非限定的な実施形態または例において、各低音響インピーダンス層100、104、および108は、二酸化ケイ素(SiO)で形成することができ、各高音響インピーダンス層102および106は、例えば、タングステン(W)などの金属で形成することができ、素子層10は、ダイヤモンドまたはSiCで形成することができ、基板16は、ケイ素で形成することができる。例において、素子層12は任意選択であることができ、その結果、第3の低音響インピーダンス層108は、基板12および第2の高音響インピーダンス層106と直接接触することができる。 In some non-limiting embodiments or examples, each low acoustic impedance layer 100, 104, and 108 can be formed of silicon dioxide ( SiO2 ), and each high acoustic impedance layer 102 and 106 can be, for example, , tungsten (W), device layer 10 may be formed of diamond or SiC, and substrate 16 may be formed of silicon. In an example, device layer 12 can be optional so that third low acoustic impedance layer 108 can be in direct contact with substrate 12 and second high acoustic impedance layer 106 .

いくつかの非限定的な実施形態または例において、モデル化するために、周波数応答(周波数対振幅)を、例えば、UBAR2の第1の例に対して上記に説明したやり方で、100°から160°の間で変化させた圧電層8のいくつかの異なるカット角度のそれぞれに対して、低音響インピーダンス層100、104、および108の厚さのいくつかの異なる例示的な値のそれぞれに対して、および高音響インピーダンス層102および106の厚さのいくつかの異なる例示的な値のそれぞれに対して、素子層12を有するおよび有さないいくつかのUBAR2の第4の例に加えられた例示的な電気刺激の周波数掃引(例えば、1GHzから6.2GHzまで)について求めた。言い換えれば、周波数応答(周波数対振幅)を、(1)素子層12または素子層12なし、(2)100°から160°の間で変化させた圧電層8のカット角度、(3)低音響インピーダンス層100、104、および108の厚さ値、および(4)高音響インピーダンス層102および106の厚さの値の異なる組合せを有するいくつかのUBAR2の第4の例に加えられた例示的な電気刺激の周波数掃引(例えば、1GHzから6.2GHzまで)について求めた。 In some non-limiting embodiments or examples, to model the frequency response (frequency versus amplitude) from 100° to 160°, for example, in the manner described above for the first example of UBAR2 For each of several different cut angles of the piezoelectric layer 8 varied between degrees, for each of several different exemplary values of the thickness of the low acoustic impedance layers 100, 104, and 108: , and several different exemplary values of the thickness of the high acoustic impedance layers 102 and 106, respectively. was determined for a frequency sweep of typical electrical stimulation (eg, from 1 GHz to 6.2 GHz). In other words, the frequency response (frequency vs. amplitude) is (1) device layer 12 or no device layer 12, (2) cut angle of piezoelectric layer 8 varied between 100° and 160°, (3) low acoustic Example added to the fourth example of several UBAR2 having different combinations of impedance layers 100, 104, and 108 thickness values, and (4) high acoustic impedance layers 102 and 106 thickness values A frequency sweep of electrical stimulation (eg, from 1 GHz to 6.2 GHz) was obtained.

いくつかの非限定的な実施形態または例において、圧電層8の各カット角度に対して、各低音響インピーダンス層100、104、および108の厚さは、同じ(最初の)値に設定され、各高音響インピーダンス層102および106の厚さは、同じ(2番目の)値に設定され、UBAR2の第4の例に加えられた例示的な電気刺激の周波数が、例えば、1GHzから6.2GHzまで掃引され、前記掃引に対するUBAR2の第4の例の周波数応答が記録された。次いで、低音響インピーダンス層の厚さのみの値(最初の値)または高音響インピーダンス層の厚さの値(2番目の値)が変更され、周波数掃引が繰り返され、UBAR2の第4の例の周波数応答が記録された。このプロセスは、低音響インピーダンス層および高音響インピーダンス層の厚さの異なる値に対してUBAR2の第4の例の周波数応答を特徴づけるために低音響インピーダンス層および高音響インピーダンス層のいくつかの異なる厚さ値に対して繰り返された。いくつかの非限定的な実施形態または例において、各低音響インピーダンス層および/または各高音響インピーダンス層の厚さは、同じでも、または異なってもよい。いくつかの非限定的な実施形態または例において、ダイヤモンド、SiC、W、Ir、AlNなどは、高音響インピーダンス材料として使用することができる。周波数対振幅のプロット、グラフ、または関係を各周波数掃引について求めた。 In some non-limiting embodiments or examples, for each cut angle of piezoelectric layer 8, the thickness of each low acoustic impedance layer 100, 104, and 108 is set to the same (initial) value, The thickness of each high acoustic impedance layer 102 and 106 was set to the same (second) value, and the frequency of the exemplary electrical stimulation applied to the fourth example of UBAR2 was, for example, 1 GHz to 6.2 GHz. , and the frequency response of a fourth example of UBAR2 to the sweep was recorded. Then the value of the thickness of the low acoustic impedance layer alone (first value) or the thickness of the high acoustic impedance layer (second value) is changed and the frequency sweep is repeated to obtain the value of the fourth example of UBAR2. Frequency response was recorded. This process uses several different low and high acoustic impedance layers to characterize the frequency response of the fourth example of UBAR2 for different values of the thickness of the low and high acoustic impedance layers. Repeated for thickness values. In some non-limiting embodiments or examples, the thickness of each low acoustic impedance layer and/or each high acoustic impedance layer may be the same or different. In some non-limiting embodiments or examples, diamond, SiC, W, Ir, AlN, etc. can be used as high acoustic impedance materials. A plot, graph, or relationship of frequency versus amplitude was obtained for each frequency sweep.

式EQ2およびUBAR2の第4の例の周波数掃引に対して求めた周波数対振幅のプロット、グラフ、または関係を利用して、素子層12を有するおよび有さない、図13に示すUBAR2の第4の例のモード4共振周波数88の最適な結合効率M4CEは、例えば、130°の角度でカットされた圧電層8に対して、および、例えば、(1/16)λに等しい、各低音響インピーダンス層100、104、および108の厚さ、および、例えば、(1/16)λに等しい、各高音響インピーダンス層102および106の厚さに対して、次の値であると決定された。
それぞれ、5.43GHzおよび5.08GHzに等しいfp2およびfs2の値に対して、M4CE=15.888%
A plot, graph, or relationship of frequency vs. amplitude determined for the frequency sweep of the fourth example of EQ2 and UBAR2 can be used to construct the fourth example of UBAR2 shown in FIG. The optimum coupling efficiency M4CE of the mode 4 resonance frequency 88 in the example of is, for example, for a piezoelectric layer 8 cut at an angle of 130° and for each low acoustic impedance, for example equal to (1/16)λ For the thickness of layers 100, 104, and 108, and the thickness of each high acoustic impedance layer 102 and 106, for example equal to (1/16)λ, the following values were determined.
M4CE=15.888% for values of f p2 and f s2 equal to 5.43 GHz and 5.08 GHz, respectively

この例におけるM4CEの前述の値は、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上のM4CEの値が満足のいく、適切なおよび/または望ましい場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。例において、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上のM4CEの値は、上記に説明したように、±適切なおよび/または望ましい値、例えば、130°±30°だけ圧電層8のカット角度を調整することによって実現することができる。いくつかの非限定的な実施形態または例において、無制限に、ZカットまたはXカットの所望のカット角度から作り出されたLiNbO結晶などの圧電層8は、M4CEの所望の具体的な値を得るのにも十分である場合がある。 The foregoing values of M4CE in this example are modified because values of M4CE of 3% or greater, 4% or greater, 6% or greater, 8% or greater, or 10% or greater may be satisfactory, suitable and/or desirable. shall not be construed in a limiting sense. In examples, values of M4CE of 3% or greater, 4% or greater, 6% or greater, 8% or greater, or 10% or greater are ± suitable and/or desirable values, e.g., 130° ± It can be realized by adjusting the cut angle of the piezoelectric layer 8 by 30°. In some non-limiting embodiments or examples, without limitation, a piezoelectric layer 8 such as a LiNbO3 crystal fabricated from a desired cut angle of Z-cut or X-cut to obtain the desired specific value of M4CE may also be sufficient for

さらに、各低音響インピーダンス層および/または各高音響インピーダンス層の前述の厚さは、各低音響インピーダンス層の厚さおよび/または各高音響インピーダンス層の厚さが任意の適切なおよび/または望ましくは、無制限に、1λ以下、(1/2)λ以下、(3/8)λ以下、(1/4)λ以下、または(1/8)λ以下などの厚さである場合があり、各低および/または高音響インピーダンス層の厚さが任意の他の低および/または高音響インピーダンス層の厚さと異なる(または同じである)場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。したがって、本明細書では、低音響インピーダンス層の厚さが同じであること、高音響インピーダンス層の厚さが同じであること、または、高音響インピーダンス層(複数可)の厚さと低音響インピーダンス層(複数可)の厚さが同じであることは、限定的な意味で解釈されないものとする。 Further, the aforementioned thickness of each low acoustic impedance layer and/or each high acoustic impedance layer may be any suitable and/or desirable thickness of each low acoustic impedance layer and/or each high acoustic impedance layer. can be of thickness such as, without limitation, 1λ or less, (1/2)λ or less, (3/8)λ or less, (1/4)λ or less, or (1/8)λ or less; It shall not be construed in a limiting sense as the thickness of each low and/or high acoustic impedance layer may be different (or the same) as the thickness of any other low and/or high acoustic impedance layer. . Thus, as used herein, the thickness of the low acoustic impedance layer is the same, the thickness of the high acoustic impedance layer is the same, or the thickness of the high acoustic impedance layer(s) and the low acoustic impedance layer That the thickness of the (s) are the same shall not be construed in a limiting sense.

UBARの第5の例:少なくとも低音響インピーダンス層と高音響インピーダンス層とを備え、任意選択で素子層を有するスタックによって有効にされた屈曲モード(モード4)Fifth example of UBAR: flexural mode (mode 4) enabled by a stack comprising at least a low acoustic impedance layer and a high acoustic impedance layer, optionally with a device layer

引き続き図11および13を参照すると、いくつかの非限定的な実施形態または例において、上記に説明したUBAR2の第4の例と同様のやり方で、100°から160°の間の圧電層8のいくつかの異なるカット角度のそれぞれに対して、モデル化するために、周波数応答(周波数対振幅)を、以下を除いて、すなわち、低音響インピーダンス層108が省略されることを除いて、ほとんどの点で上記に説明したUBAR2の第4の例(図13に示す)と同様であるUBAR2の第5の例の低音響インピーダンス層および高音響インピーダンス層の異なる厚さ値に加えられた例示的な電気刺激の周波数掃引(例えば、1GHzから6.2GHzまで)について求めた。周波数対振幅のプロット、グラフ、または関係を各周波数掃引について求めた。 With continued reference to FIGS. 11 and 13, in some non-limiting embodiments or examples, in a manner similar to the UBAR2 fourth example discussed above, the piezoelectric layer 8 is between 100° and 160°. To model for each of several different cut angles, the frequency response (frequency vs. amplitude) is mostly Added to the different thickness values of the low and high acoustic impedance layers of the fifth example of UBAR2, which is similar to the fourth example of UBAR2 described above (shown in FIG. 13) in that A frequency sweep of electrical stimulation (eg, from 1 GHz to 6.2 GHz) was obtained. A plot, graph, or relationship of frequency versus amplitude was obtained for each frequency sweep.

式EQ2およびUBAR2の第5の例に対して求めた周波数対振幅のプロット、グラフ、または関係を利用して、素子層12を有するおよび有さないUBAR2の第5の例のモード4共振周波数88に対する最適な結合効率M4CEは、130°の角度でカットされた圧電層8に対して、および(1/16)λに等しい各低音響インピーダンス層100および104の厚さおよび(1/16)λに等しい各高音響インピーダンス層102および106の厚さに対して、UBAR2の第4の例と同じである、すなわち、次の値であると決定された。
それぞれ、5.43GHzおよび5.08GHzに等しいfp2およびfs2の値に対して、M4CE=15.888%
Using the frequency vs. amplitude plot, graph, or relationship determined for the fifth example of UBAR2 and EQ2, the mode 4 resonance frequency 88 of the fifth example of UBAR2 with and without device layer 12 The optimum coupling efficiency M4CE for the piezoelectric layer 8 cut at an angle of 130° and the thickness of each low acoustic impedance layer 100 and 104 equal to (1/16)λ and (1/16)λ was determined to be the same as in the fourth example of UBAR2, namely the following values, for a thickness of each high acoustic impedance layer 102 and 106 equal to
M4CE=15.888% for values of f p2 and f s2 equal to 5.43 GHz and 5.08 GHz, respectively

いくつかの非限定的な実施形態または例において、各低音響インピーダンス層および/または各高音響インピーダンス層の厚さは、同じでも、または異なってもよい。いくつかの非限定的な実施形態または例において、ダイヤモンド、SiC、W、AlN、Irなどは、各高音響インピーダンス層の材料として使用することができる。 In some non-limiting embodiments or examples, the thickness of each low acoustic impedance layer and/or each high acoustic impedance layer may be the same or different. In some non-limiting embodiments or examples, diamond, SiC, W, AlN, Ir, etc. can be used as materials for each high acoustic impedance layer.

この例におけるM4CEの前述の値は、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上のM4CEの値が満足のいく、適切なおよび/または望ましい場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。例において、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上のM4CEの値は、上記に説明したように、±適切なおよび/または望ましい値、例えば、130°±30°だけ圧電層8のカット角度を調整することによって実現することができる。いくつかの非限定的な実施形態または例において、無制限に、ZカットまたはXカットの所望のカット角度から作り出されたLiNbO結晶などの圧電層8は、M4CEの所望の具体的な値を得るのにも十分である場合がある。 The foregoing values of M4CE in this example are modified because values of M4CE of 3% or greater, 4% or greater, 6% or greater, 8% or greater, or 10% or greater may be satisfactory, suitable and/or desirable. shall not be construed in a limiting sense. In examples, values of M4CE of 3% or greater, 4% or greater, 6% or greater, 8% or greater, or 10% or greater are ± suitable and/or desirable values, e.g., 130° ± It can be realized by adjusting the cut angle of the piezoelectric layer 8 by 30°. In some non-limiting embodiments or examples, without limitation, a piezoelectric layer 8 such as a LiNbO3 crystal fabricated from a desired cut angle of Z-cut or X-cut to obtain the desired specific value of M4CE may also be sufficient for

さらに、各低音響インピーダンス層および/または各高音響インピーダンス層の前述の厚さは、各低音響インピーダンス層の厚さおよび/または各高音響インピーダンス層の厚さが任意の適切なおよび/または望ましくは、無制限に、1λ以下、(1/2)λ以下、(3/8)λ以下、(1/4)λ以下、または(1/8)λ以下などの厚さである場合があり、各低および/または高音響インピーダンス層の厚さが任意の他の低および/または高音響インピーダンス層の厚さと異なる(または同じである)場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。したがって、本明細書では、低音響インピーダンス層の厚さが同じであること、高音響インピーダンス層の厚さが同じであること、または、高音響インピーダンス層(複数可)の厚さが低音響インピーダンス層(複数可)の厚さと同じであることは、限定的な意味で解釈されないものとする。 Further, the aforementioned thickness of each low acoustic impedance layer and/or each high acoustic impedance layer may be any suitable and/or desirable thickness of each low acoustic impedance layer and/or each high acoustic impedance layer. can be of thickness such as, without limitation, 1λ or less, (1/2)λ or less, (3/8)λ or less, (1/4)λ or less, or (1/8)λ or less; It shall not be construed in a limiting sense as the thickness of each low and/or high acoustic impedance layer may be different (or the same) as the thickness of any other low and/or high acoustic impedance layer. . Thus, as used herein, the thicknesses of the low acoustic impedance layers are the same, the thicknesses of the high acoustic impedance layers are the same, or the thickness of the high acoustic impedance layer(s) is low acoustic impedance. The same as the thickness of the layer(s) shall not be interpreted in a limiting sense.

この結果は、高音響インピーダンス層106と、素子層12または基板16との、または両方との間の1つまたは複数の追加の低音響インピーダンス層の任意の追加の利益は、たとえあったとしてもごくわずかである場合があることを示している。 This result indicates that any additional benefit, if any, of one or more additional low acoustic impedance layers between the high acoustic impedance layer 106 and the device layer 12 or substrate 16, or both indicates that it may be negligible.

UBARの第6の例:少なくとも低音響インピーダンス層と高音響インピーダンス層とを備え、任意選択で素子層を有するスタックによって有効にされた屈曲モード(モード4)。図14を参照し、引き続き図11を参照すると、いくつかの非限定的な実施形態または例において、低および高音響インピーダンス材料の交互に重なった層で形成されたUBAR2の第6の例(図14に示す)は、圧電層8(約130°(±30°、または±20°、または±10°)の角度でカットされたLiNbO結晶で形成された)から素子層12までに、第1の低音響インピーダンス層100と、第1の高音響インピーダンス層102と、第2の低音響インピーダンス層104と、第2の高音響インピーダンス層106と、第3の低音響インピーダンス層108と、第3の高音響インピーダンス層110と、第4の低音響インピーダンス層112と、第4の高音響インピーダンス層114と、第5の低音響インピーダンス層116と、第5の高音響インピーダンス層118と、第6の低音響インピーダンス層120と、第6の高音響インピーダンス層122と、第7の低音響インピーダンス層124と、第7の高音響インピーダンス層126と、第8の低音響インピーダンス層128と、第8の高音響インピーダンス層130と、第9の低音響インピーダンス層132とを含むことができる。 A sixth example of UBAR: a bending mode (mode 4) enabled by a stack comprising at least a low acoustic impedance layer and a high acoustic impedance layer, optionally with a device layer. 14, and with continued reference to FIG. 11, in some non-limiting embodiments or examples, a sixth example UBAR2 formed of alternating layers of low and high acoustic impedance materials (FIG. 14) extends from the piezoelectric layer 8 (made of LiNbO 3 crystals cut at an angle of about 130° (±30°, or ±20°, or ±10°)) to the element layer 12. one low acoustic impedance layer 100, a first high acoustic impedance layer 102, a second low acoustic impedance layer 104, a second high acoustic impedance layer 106, a third low acoustic impedance layer 108, and a three high acoustic impedance layers 110, a fourth low acoustic impedance layer 112, a fourth high acoustic impedance layer 114, a fifth low acoustic impedance layer 116, a fifth high acoustic impedance layer 118, a Six low acoustic impedance layers 120, a sixth high acoustic impedance layer 122, a seventh low acoustic impedance layer 124, a seventh high acoustic impedance layer 126, an eighth low acoustic impedance layer 128, and a Eight high acoustic impedance layers 130 and a ninth low acoustic impedance layer 132 may be included.

この例において、上面電極6の間隔を置いた導電線またはフィンガ20または28のフィンガ・ピッチ38(図4A~4Bに示す)は1.2μmであり、λの値は2.4μmであり、圧電層の厚さは(0.2)λであり、各低音響インピーダンス層の厚さは(1/16)λであり、素子層12の厚さは4λである。 In this example, the finger pitch 38 (shown in FIGS. 4A-4B) of the spaced conductive lines or fingers 20 or 28 of the top electrode 6 is 1.2 μm, the value of λ is 2.4 μm, and the piezoelectric The thickness of the layers is (0.2)λ, the thickness of each low acoustic impedance layer is (1/16)λ, and the thickness of the device layer 12 is 4λ.

100°から160°の間の圧電層8のいくつかの異なるカット角度のそれぞれに対してUBAR2の第6の例をモデル化するために、周波数応答を、UBAR2の第4の例に対して上記に説明したやり方で高音響インピーダンス層の厚さのいくつかの異なる例示的な値に対してUBAR2の第6の例に加えられた例示的な電気刺激の周波数掃引(例えば、1GHzから6.2GHzまで)について求めた。この例において、圧電層8の各カット角度および各周波数掃引に対して、各高音響インピーダンス層は、同じ厚さ値を有する。周波数対振幅のプロット、グラフ、または関係を各周波数掃引について求めた。 In order to model the sixth example of UBAR2 for each of several different cut angles of the piezoelectric layer 8 between 100° and 160°, the frequency response was calculated as above for the fourth example of UBAR2. Frequency sweeps of exemplary electrical stimulation applied to the sixth example of UBAR2 for several different exemplary values of the thickness of the high acoustic impedance layer in the manner described in (e.g., 1 GHz to 6.2 GHz up to). In this example, for each cut angle of piezoelectric layer 8 and for each frequency sweep, each high acoustic impedance layer has the same thickness value. A plot, graph, or relationship of frequency versus amplitude was obtained for each frequency sweep.

いくつかの非限定的な実施形態または例において、各低音響インピーダンス層は、二酸化ケイ素(SiO)で形成することができ、各高音響インピーダンス層は、例えば、窒化アルミニウム(AlN)で形成することができ、素子層10は、ダイヤモンドまたはSiCで形成することができ、基板16は、ケイ素で形成することができる。 In some non-limiting embodiments or examples, each low acoustic impedance layer can be formed of silicon dioxide ( SiO2 ) and each high acoustic impedance layer is formed of, for example, aluminum nitride (AlN). device layer 10 can be formed of diamond or SiC, and substrate 16 can be formed of silicon.

式EQ2およびUBAR2の第6の例に対して求めた周波数応答のプロット、グラフ、または関係を利用して、UBAR2の第6の例のモード4共振周波数88に対する最適な結合効率M4CEは、130°の角度でカットされた圧電層8に対して、および(5/16)λに等しい各高音響インピーダンス層の厚さに対して、次の値であると決定された。
それぞれ、5.38GHzおよび5.09GHzに等しいfp2およびfs2の値に対して、M4CE=13.287%
Using the frequency response plots, graphs or relationships determined for the sixth example of UBAR2 and EQ2, the optimum coupling efficiency M4CE for mode 4 resonance frequency 88 of the sixth example of UBAR2 is 130° and for a thickness of each high acoustic impedance layer equal to (5/16)λ, the following values were determined:
M4CE=13.287% for values of f p2 and f s2 equal to 5.38 GHz and 5.09 GHz, respectively

いくつかの非限定的な実施形態または例において、各低音響インピーダンス層の厚さおよび/または各高音響インピーダンス層の厚さは、同じでも、または異なってもよい。いくつかの非限定的な実施形態または例において、ダイヤモンド、SiC、W、AlNなどは、各高音響インピーダンス層の材料として使用することができる。 In some non-limiting embodiments or examples, the thickness of each low acoustic impedance layer and/or the thickness of each high acoustic impedance layer may be the same or different. In some non-limiting embodiments or examples, diamond, SiC, W, AlN, etc. can be used as materials for each high acoustic impedance layer.

この例におけるM4CEの前述の値は、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上のM4CEの値が満足のいく、適切なおよび/または望ましい場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。さらに、各低音響インピーダンス層および/または各高音響インピーダンス層の前述の厚さは、各低音響インピーダンス層の厚さおよび/または各高音響インピーダンス層の厚さが任意の適切なおよび/または望ましくは、無制限に、1λ以下、(1/2)λ以下、(3/8)λ以下、(1/4)λ以下、または(1/8)λ以下などの厚さである場合があり、各低および/または高音響インピーダンス層の厚さが任意の他の低および/または高音響インピーダンス層の厚さと異なる(または同じである)場合があるので、限定的な意味で解釈されないものとする。したがって、本明細書では、低音響インピーダンス層の厚さが同じであること、高音響インピーダンス層の厚さが同じであること、または、高音響インピーダンス層(複数可)の厚さと低音響インピーダンス層(複数可)の厚さが同じであることは、限定的な意味で解釈されないものとする。 The foregoing values of M4CE in this example are modified because values of M4CE of 3% or greater, 4% or greater, 6% or greater, 8% or greater, or 10% or greater may be satisfactory, suitable and/or desirable. shall not be construed in a limiting sense. Further, the aforementioned thickness of each low acoustic impedance layer and/or each high acoustic impedance layer may be any suitable and/or desirable thickness of each low acoustic impedance layer and/or each high acoustic impedance layer. can be of thickness such as, without limitation, 1λ or less, (1/2)λ or less, (3/8)λ or less, (1/4)λ or less, or (1/8)λ or less; It shall not be construed in a limiting sense as the thickness of each low and/or high acoustic impedance layer may be different (or the same) as the thickness of any other low and/or high acoustic impedance layer. . Thus, as used herein, the thickness of the low acoustic impedance layer is the same, the thickness of the high acoustic impedance layer is the same, or the thickness of the high acoustic impedance layer(s) and the low acoustic impedance layer That the thickness of the (s) are the same shall not be construed in a limiting sense.

例において、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上のM4CEの値は、上記に説明したように、±適切なおよび/または望ましい値、例えば、130°±30°だけ圧電層8のカット角度を調整することによって実現することができる。いくつかの非限定的な実施形態または例において、無制限に、ZカットまたはXカットの所望のカット角度から作り出されたLiNbO結晶などの圧電層8は、M4CEの所望の具体的な値を得るのにも十分である場合がある。 In examples, values of M4CE of 3% or greater, 4% or greater, 6% or greater, 8% or greater, or 10% or greater are ± suitable and/or desirable values, e.g., 130° ± It can be realized by adjusting the cut angle of the piezoelectric layer 8 by 30°. In some non-limiting embodiments or examples, without limitation, a piezoelectric layer 8 such as a LiNbO3 crystal fabricated from a desired cut angle of Z-cut or X-cut to obtain the desired specific value of M4CE may also be sufficient for

いくつかの非限定的な実施形態または例において、上記に説明したUBAR2の第1から第6の例のモデル化は、コンピュータ・シミュレーションによって、場合によっては、1つまたは複数の物理的試料に対して実施された。 In some non-limiting embodiments or examples, the modeling of the first through sixth examples of UBAR2 described above is performed by computer simulation, optionally on one or more physical samples. was implemented.

いくつかの非限定的な実施形態または例において、130°または約130°の角度でカットされたLiNbOで形成された圧電層8がM4CEの値を最適化したことは、上記に説明したUBAR2の第1から第6の例のモデルから決定された。しかし、いくつかの非限定的な実施形態または例において、100°から160°の間の角度でカットされたLiNbOで形成された圧電層8がM4CEの望ましい値をやはり生成したことも決定されたが、その一方で、110°から150°の間の角度でカットされたLiNbOで形成された圧電層8がM4CEのより望ましい値を生成し、120°から140°の間の角度でカットされたLiNbOで形成された圧電層8がM4CEのさらにより望ましい値を生成した。しかし、130°の角度でカットされたLiNbOで形成された圧電層8が、M4CEの最も望ましい(最高の)値を生成した。 In some non-limiting embodiments or examples, piezoelectric layer 8 formed of LiNbO3 cut at an angle of 130° or about 130° optimized the value of M4CE, as described above for UBAR2 was determined from the models of the first to sixth examples of . However, it was also determined that in some non-limiting embodiments or examples, piezoelectric layer 8 formed of LiNbO3 cut at angles between 100° and 160° also produced desirable values of M4CE. On the other hand, however, the piezoelectric layer 8 made of LiNbO3 cut at an angle between 110° and 150° produces a more desirable value of M4CE, and cut at an angle between 120° and 140°. Piezoelectric layer 8 formed of LiNbO 3 produced an even more desirable value of M4CE. However, the piezoelectric layer 8 made of LiNbO 3 cut at an angle of 130° produced the most desirable (highest) value of M4CE.

本明細書に説明するUBARの任意の例において、LiNbOなどの圧電層の厚さは、例において、屈曲モード-モード4では、0.5λ以下、0.4λ以下、0.3λ以下、または0.2λ以下などの任意の適切なおよび/または望ましい厚さでもよい。 In any of the examples of UBARs described herein, the thickness of the piezoelectric layer, such as LiNbO 3 , is 0.5λ or less, 0.4λ or less, 0.3λ or less, or It may be of any suitable and/or desired thickness, such as 0.2λ or less.

本明細書に説明するUBARの任意の例において、LiNbOなどの圧電層の厚さは、例において、せん断モード-モード3では2λ以下、1.6λ以下、1.2λ以下、または0.8λ以下などの任意の適切なおよび/または望ましい厚さでもよい。 In any of the examples of UBARs described herein, the thickness of the piezoelectric layer, such as LiNbO 3 , is 2λ or less, 1.6λ or less, 1.2λ or less, or 0.8λ for shear mode—mode 3, in examples. It can be of any suitable and/or desired thickness, such as:

本明細書に説明するUBARの任意の例において、例えば、Al、Mo、Wなどの電極の厚さは、例において、0.010λ以上、0.013λ以上、0.016λ以上、0.019λ以上、または0.022λ以上などの任意の適切なおよび/または望ましい厚さでもよい。 In any of the examples of UBARs described herein, the thickness of the electrodes, e.g. , or any suitable and/or desired thickness, such as 0.022λ or greater.

本明細書に説明するUBARの任意の例において、例えば、ダイヤモンド、SiC、AlNなどの素子層の厚さは、例において、50nm以上、100nm以上、150nm以上、または200nm以上などの任意の適切なおよび/または望ましい厚さでもよい。 In any example UBARs described herein, the thickness of the device layer, e.g., diamond, SiC, AlN, may be any suitable thickness, e.g. and/or desired thickness.

本明細書に説明するUBARの任意の例において、低音響インピーダンス層の厚さは、例において、0.05λ以上、0.07λ以上、0.09λ以上、0.11λ以上、または0.13λ以上などの任意の適切なおよび/または望ましい厚さでもよい。 In any example UBAR described herein, the thickness of the low acoustic impedance layer is, for example, 0.05λ or greater, 0.07λ or greater, 0.09λ or greater, 0.11λ or greater, or 0.13λ or greater. and/or any suitable and/or desired thickness.

本明細書に説明するUBARの任意の例において、高音響インピーダンス層の厚さは、例において、0.05λ以上、0.07λ以上、0.09λ以上、0.11λ以上、または0.13λ以上などの任意の適切なおよび/または望ましい厚さでもよい。 In any example UBAR described herein, the thickness of the high acoustic impedance layer is, for example, 0.05λ or greater, 0.07λ or greater, 0.09λ or greater, 0.11λ or greater, or 0.13λ or greater. and/or any suitable and/or desired thickness.

本明細書に説明するUBARの任意の例において、温度補償層の厚さは、例において、2λ以下、1.5λ以下、1.0λ以下、0.5λ以下、または0.3λ以下などの任意の適切なおよび/または望ましい厚さでもよい。任意選択で、本明細書に説明するUBARの任意の例の1つまたは複数のまたはすべての外部表面は、任意選択のパッシベーション層で保護することができる。パッシベーションは、例えば、AlN、SiN、SiOなどの誘電材料の層でもよい。 In any of the examples of UBARs described herein, the thickness of the temperature compensating layer is any thickness, such as, in examples, 2λ or less, 1.5λ or less, 1.0λ or less, 0.5λ or less, or 0.3λ or less. may be any suitable and/or desired thickness. Optionally, one or more or all external surfaces of any example UBAR described herein may be protected with an optional passivation layer. The passivation can be, for example, a layer of dielectric material such as AlN, SiN, SiO2 .

本明細書に説明するUBARの任意の例の共振周波数は、0.1GHz以上、0.5GHz以上、1.0GHz以上、1.5GHz以上、または2.0GHz以上でもよい。 The resonant frequency of any example UBAR described herein may be 0.1 GHz or higher, 0.5 GHz or higher, 1.0 GHz or higher, 1.5 GHz or higher, or 2.0 GHz or higher.

本明細書に説明するUBARの任意の例の結合効率は、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上でもよい。 The coupling efficiency of any example UBARs described herein may be 3% or greater, 4% or greater, 6% or greater, 8% or greater, or 10% or greater.

本明細書に説明するUBARの任意の例は、バルク音響波と、Sモード、拡張モード、せん断モード、A1モード、屈曲モードなどを含むがそれに限定されない場合がある浅いバルク音響波と、合成モードとを含むモードで共振することができる。 Any examples of UBARs described herein include bulk acoustic waves and shallow bulk acoustic waves, which may include, but are not limited to, S0 mode, extension mode, shear mode, A1 mode, bending mode, etc., and synthetic It can resonate in modes including and modes.

他の非限定的な実施形態または例は、以下の番号付き項目に記述される。 Other non-limiting embodiments or examples are described in the numbered items below.

項目1:バルク音響共振器が、共振器本体を備え、共振器本体が、LiNbO単結晶である圧電層と、素子層と、素子層とは反対側の圧電層上の上面導電層とを含み、圧電層とは反対側の素子層の表面の実質上すべてが、共振器本体の一部でないキャリアに共振器本体を実装するためのものである。 Item 1: A bulk acoustic resonator comprises a resonator body, wherein the resonator body is a LiNbO3 single crystal, a piezoelectric layer, an element layer, and a top conductive layer on the piezoelectric layer opposite the element layer. Including, substantially all of the surface of the element layer opposite the piezoelectric layer is for mounting the resonator body to a carrier that is not part of the resonator body.

項目2:項目1のバルク音響共振器であって、LiNbO単結晶が、130°±30°、±20°、または±10°の角度でカットされたものであり得る、バルク音響共振器。 Item 2: The bulk acoustic resonator of Item 1, wherein the LiNbO3 single crystal can be cut at an angle of 130°±30°, ±20°, or ±10°.

項目3:項目1または2のバルク音響共振器であって、LiNbO単結晶が、0°±30°、±20°、または±10°の角度でカットされたものであり得る、バルク音響共振器。 Item 3: The bulk acoustic resonator of Item 1 or 2, wherein the LiNbO3 single crystal can be cut at an angle of 0°±30°, ±20°, or ±10° vessel.

項目4:項目1~3のいずれか1つのバルク音響共振器が、0.1GHz以上、0.5GHz以上、1.0GHz以上、1.5GHz以上、または2.0GHz以上の周波数においてモード3またはモード4共振を含むことができる。 Item 4: The bulk acoustic resonator of any one of Items 1 to 3 is mode 3 or mode at a frequency of 0.1 GHz or higher, 0.5 GHz or higher, 1.0 GHz or higher, 1.5 GHz or higher, or 2.0 GHz or higher 4 resonances can be included.

項目5:項目1~4のいずれか1つのバルク音響共振器が、8%以上、11%以上、14%以上、17%以上、または20%以上の結合効率を有するモード3共振と、3%以上、4%以上、6%以上、8%以上、または10%以上の結合効率を有するモード4共振とのうちの少なくとも一方を含むことができる。 Item 5: Mode 3 resonance in which the bulk acoustic resonator of any one of Items 1 to 4 has a coupling efficiency of 8% or more, 11% or more, 14% or more, 17% or more, or 20% or more, and 3% Mode 4 resonance having a coupling efficiency of 4% or greater, 6% or greater, 8% or greater, or 10% or greater.

項目6:項目1~5のいずれか1つのバルク音響共振器であって、モード4共振では、LiNbO単結晶が、0.5λ以下、0.4λ以下、0.3λ以下、または0.2λ以下の厚さを有することができる、バルク音響共振器。 Item 6: The bulk acoustic resonator of any one of Items 1 to 5, wherein the LiNbO 3 single crystal is 0.5λ or less, 0.4λ or less, 0.3λ or less, or 0.2λ for Mode 4 resonance A bulk acoustic resonator, which can have a thickness of:

項目7:項目1~6のいずれか1つのバルク音響共振器であって、モード3共振では、LiNbO単結晶が、2λ以下、1.6λ以下、1.2λ以下、または0.8λ以下の厚さを有することができる、バルク音響共振器。 Item 7: The bulk acoustic resonator of any one of Items 1 to 6, wherein the LiNbO 3 single crystal has a wavelength of 2λ or less, 1.6λ or less, 1.2λ or less, or 0.8λ or less for mode 3 resonance. A bulk acoustic resonator that can have a thickness.

項目8:項目1~7のいずれか1つのバルク音響共振器が、0.010λ以上、0.013λ以上、0.016λ以上、0.019λ以上、または0.022λ以上の厚さを有する導電層を圧電層と素子層との間にさらに含むことができる。 Item 8: The bulk acoustic resonator of any one of Items 1 to 7 has a conductive layer having a thickness of 0.010λ or more, 0.013λ or more, 0.016λ or more, 0.019λ or more, or 0.022λ or more. can be further included between the piezoelectric layer and the element layer.

項目9:項目1~8のいずれか1つのバルク音響共振器であって、素子層が、50nm以上、100nm以上、150nm以上、または200nm以上の厚さを有することができる、バルク音響共振器。 Item 9: The bulk acoustic resonator of any one of Items 1-8, wherein the device layer can have a thickness of 50 nm or greater, 100 nm or greater, 150 nm or greater, or 200 nm or greater.

項目10:項目1~9のいずれか1つのバルク音響共振器が、10Pa・s/mから30×10Pa・s/mの間の音響インピーダンスと0.05λ以上、0.07λ以上、0.09λ以上、0.11λ以上、または0.13λ以上の厚さとを有する低音響インピーダンス材料の層を圧電層と素子層との間にさらに含むことができる。 Item 10: The bulk acoustic resonator of any one of Items 1 to 9 has an acoustic impedance between 10 6 Pa·s/m 3 and 30×10 6 Pa·s/m 3 and 0.05λ or more, 0. A layer of low acoustic impedance material having a thickness of 07λ or greater, 0.09λ or greater, 0.11λ or greater, or 0.13λ or greater can further be included between the piezoelectric layer and the element layer.

項目11:項目1~10のいずれか1つのバルク音響共振器が、10Pa・s/mから630×10Pa・s/mの間の音響インピーダンスと0.05λ以上、0.07λ以上、0.09λ以上、0.11λ以上、または0.13λ以上の厚さとを有する高音響インピーダンス材料の層を圧電層と素子層との間にさらに含むことができる。 Item 11: The bulk acoustic resonator of any one of Items 1 to 10 has an acoustic impedance between 10 6 Pa·s/m 3 and 630×10 6 Pa·s/m 3 and 0.05λ or more, 0. A layer of high acoustic impedance material having a thickness of 07λ or greater, 0.09λ or greater, 0.11λ or greater, or 0.13λ or greater can further be included between the piezoelectric layer and the element layer.

項目12:項目1~11のいずれか1つのバルク音響共振器が、2λ以下、1.5λ以下、1.0λ以下、0.5λ以下、または0.3λ以下の厚さを有しSiおよび酸素を含む温度補償層を圧電層と素子層との間にさらに含むことができる。 Item 12: The bulk acoustic resonator of any one of Items 1 to 11 has a thickness of 2λ or less, 1.5λ or less, 1.0λ or less, 0.5λ or less, or 0.3λ or less and contains Si and oxygen. between the piezoelectric layer and the device layer.

項目13:項目1~12のいずれか1つのバルク音響共振器が、パッシベーション層をさらに含むことができる。 Item 13: The bulk acoustic resonator of any one of Items 1-12 can further include a passivation layer.

項目14:項目1~13のいずれか1つのバルク音響共振器であって、上面導電層が、間隔を置いた導電フィンガの少なくとも1つの対を含むことができる、バルク音響共振器。間隔を置いた導電フィンガの少なくとも1つの対が、70μm以下、20μm以下、10μm以下、6μm以下、または4μm以下のフィンガ・ピッチを有することができる。 Item 14: The bulk acoustic resonator of any one of items 1-13, wherein the top conductive layer can include at least one pair of spaced-apart conductive fingers. At least one pair of spaced-apart conductive fingers can have a finger pitch of 70 μm or less, 20 μm or less, 10 μm or less, 6 μm or less, or 4 μm or less.

項目15:項目1~14のいずれか1つのバルク音響共振器が、複数の交互に重なった温度補償層および高音響インピーダンス層を圧電層と素子層との間にさらに含むことができる。 Item 15: The bulk acoustic resonator of any one of items 1-14 can further include a plurality of alternating temperature-compensating layers and high acoustic impedance layers between the piezoelectric layer and the element layer.

項目16:項目1~15のいずれか1つのバルク音響共振器であって、素子層が、ダイヤモンド;W;SiC;Ir、AlN、Al;Pt;Pd;Mo;Cr;Ti;Ta;元素周期表の3Aもしくは4A族の元素;元素周期表の1B、2B、3B、4B、5B、6B、7Bもしくは8B族の遷移元素;セラミック;ガラス;およびポリマーのうちの少なくとも1つを含むことができる、バルク音響共振器。 Item 16: The bulk acoustic resonator according to any one of Items 1 to 15, wherein the element layer comprises diamond; W; SiC; Ir, AlN, Al; Pt; transition elements of groups 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B or 8B of the periodic table; ceramics; glasses; and polymers. , bulk acoustic resonator.

本発明を現在最も実用的な好ましいおよび非限定的な実施形態、例、または態様とみなされるものに基づいて例示のために詳細に説明してきたが、そのような詳細は、そのためだけであり、本発明は開示した好ましいおよび非限定的な実施形態、例、または態様に限定されず、それどころか、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内にある変更および同等の構成を包含することが意図されていることを理解されたい。例えば、本発明は、可能な限り、任意の好ましいおよび非限定的な実施形態、例、態様、または添付の特許請求の範囲の1つまたは複数の特徴を、任意の他の好ましいおよび非限定的な実施形態、例、態様、または添付の特許請求の範囲の1つまたは複数の特徴と組み合わせることができることを企図していることを理解されたい。

Although the present invention has been described in detail for purposes of illustration based on what are presently considered to be the most practical preferred and non-limiting embodiments, examples, or aspects, such details are The present invention is not limited to the preferred and non-limiting embodiments, examples, or aspects disclosed, but rather is intended to encompass modifications and equivalent arrangements within the spirit and scope of the appended claims. It should be understood that For example, to the extent possible, the present invention applies one or more features of any preferred and non-limiting embodiment, example, aspect, or appended claim to any other preferred and non-limiting It is contemplated that any one or more of the embodiments, examples, aspects, or features of the appended claims may be combined.

Claims (17)

バルク音響共振器であって、
共振器本体を備え、前記共振器本体が、
LiNbO単結晶である圧電層であって、LiNbO単結晶がそのX軸を中心として回転されたある角度でYカットでカットされ、かつ、ある厚さを有するものであり、前記角度および前記厚さが所定の結合効率でのモード3共振またはモード4共振をもたらす、圧電層と、
前記圧電層の下方に位置する素子層であって、前記素子層がダイヤモンドまたはSiCで形成され、かつ、50nm以上の厚さを有する、素子層と、
前記素子層とは反対側の前記圧電層の上方に位置する上面導電層であって、前記上面導電層が、間隔を置いた導電フィンガの少なくとも1つの対を含む上面導電層とを含み、前記圧電層とは反対側の前記素子層の表面のすべてが、前記共振器本体の一部でないキャリアに前記共振器本体を実装するためのものである、バルク音響共振器。
A bulk acoustic resonator,
a resonator body, the resonator body comprising:
A piezoelectric layer that is a LiNbO 3 single crystal, the LiNbO 3 single crystal being Y-cut at an angle rotated about its X-axis and having a thickness, the angle and the a piezoelectric layer, the thickness of which provides mode 3 or mode 4 resonance at a given coupling efficiency;
an element layer located below the piezoelectric layer , the element layer being formed of diamond or SiC and having a thickness of 50 nm or more;
a top conductive layer overlying the piezoelectric layer opposite the device layer, the top conductive layer including at least one pair of spaced-apart conductive fingers; A bulk acoustic resonator, wherein all surfaces of the element layer opposite the piezoelectric layer are for mounting the resonator body to a carrier that is not part of the resonator body.
前記LiNbO単結晶が、130°±30°の前記角度でカットされたものである、請求項1に記載のバルク音響共振器。 2. The bulk acoustic resonator of claim 1, wherein said LiNbO3 single crystal is cut at said angle of 130[deg.]±30[deg.]. 前記LiNbO単結晶が、130°±20°の前記角度でカットされたものである、請求項1に記載のバルク音響共振器。 2. The bulk acoustic resonator of claim 1, wherein said LiNbO3 single crystal is cut at said angle of 130[deg.]±20[deg.]. 前記LiNbO単結晶が、130°±10°の前記角度でカットされたものである、請求項1に記載のバルク音響共振器。 2. The bulk acoustic resonator of claim 1, wherein said LiNbO3 single crystal is cut at said angle of 130[deg.]±10[deg.]. 前記LiNbO単結晶が、0°±30°の前記角度でカットされたものである、請求項1に記載のバルク音響共振器。 2. The bulk acoustic resonator of claim 1, wherein said LiNbO3 single crystal is cut at said angle of 0[deg.]±30[deg.]. 前記LiNbO単結晶が、0°±20°の前記角度でカットされたものである、請求項1に記載のバルク音響共振器。 2. The bulk acoustic resonator of claim 1, wherein said LiNbO3 single crystal is cut at said angle of 0[deg.]±20[deg.]. 前記LiNbO単結晶が、0°±10°の前記角度でカットされたものである、請求項1に記載のバルク音響共振器。 2. The bulk acoustic resonator of claim 1, wherein said LiNbO3 single crystal is cut at said angle of 0[deg.]±10[deg.]. 0.1GHz以上の周波数における前記モード3または前記モード4共振を含む、請求項7に記載のバルク音響共振器。 8. The bulk acoustic resonator of claim 7, comprising said mode 3 or said mode 4 resonance at frequencies of 0.1 GHz or higher. 8%以上の前記所定の結合効率を有する前記モード3共振と、
3%以上の前記所定の結合効率を有する前記モード4共振とのうちの少なくとも一方を含む、請求項1に記載のバルク音響共振器。
the Mode 3 resonance having the predetermined coupling efficiency of 8% or more;
3. The bulk acoustic resonator of claim 1, comprising at least one of said Mode 4 resonance having said predetermined coupling efficiency of 3% or greater.
前記モード4共振では、前記LiNbO単結晶が、0.5λ以下の前記厚さを有し、λの値が、前記上面導電層によって画定されたパターンもしくは特徴の寸法に基づくか、または前記LiNbO単結晶の前記厚さに基づく、請求項9に記載のバルク音響共振器。 In the Mode 4 resonance, the LiNbO 3 single crystal has a thickness of 0.5λ or less, and the value of λ is based on the dimensions of the pattern or features defined by the top conductive layer, or the LiNbO 10. The bulk acoustic resonator of claim 9, based on said thickness of 3 single crystals. 前記モード3共振では、前記LiNbO単結晶が、2λ以下の前記厚さを有し、λの値が、前記上面導電層によって画定されたパターンもしくは特徴の寸法に基づくか、または前記LiNbO単結晶の前記厚さに基づく、請求項9に記載のバルク音響共振器。 In the Mode 3 resonance, the LiNbO 3 single crystal has a thickness of 2λ or less, and the value of λ is based on the dimensions of the pattern or features defined by the top conductive layer, or the LiNbO 3 single crystal 10. The bulk acoustic resonator of claim 9, based on said thickness of a crystal. 0.010λ以上の厚さを有する底面導電層を前記圧電層と前記素子層との間の位置にさらに含み、λの値が、前記上面導電層によって画定されたパターンもしくは特徴の寸法に基づくか、または前記LiNbO単結晶の前記厚さに基づく、請求項1に記載のバルク音響共振器。 further comprising a bottom conductive layer having a thickness greater than or equal to 0.010λ at a location between the piezoelectric layer and the device layer, wherein the value of λ is based on a dimension of a pattern or feature defined by the top conductive layer; , or based on the thickness of the LiNbO3 single crystal. 10Pa・s/mから30×10Pa・s/mの間の音響インピーダンスと0.05λ以上の厚さとを有する低音響インピーダンス材料の層を前記圧電層と前記素子層との間の位置にさらに含み、λの値が、前記上面導電層によって画定されたパターンもしくは特徴の寸法に基づくか、または前記LiNbO単結晶の前記厚さに基づく、請求項1に記載のバルク音響共振器。 A layer of a low acoustic impedance material having an acoustic impedance of between 10 6 Pa·s/m 3 and 30×10 6 Pa·s/m 3 and a thickness of 0.05λ or more is provided between the piezoelectric layer and the element layer. 2. The bulk acoustic according to claim 1, further comprising at a position between and wherein the value of λ is based on a dimension of a pattern or feature defined by said top conductive layer or based on said thickness of said LiNbO3 single crystal. resonator. 10Pa・s/mから630×10Pa・s/mの間の音響インピーダンスと0.05λ以上の厚さとを有する高音響インピーダンス材料の層を前記圧電層と前記素子層との間の位置にさらに含み、λの値が、前記上面導電層によって画定されたパターンもしくは特徴の寸法に基づくか、または前記LiNbO単結晶の前記厚さに基づく、請求項1に記載のバルク音響共振器。 A layer of a high acoustic impedance material having an acoustic impedance between 10 6 Pa·s/m 3 and 630×10 6 Pa·s/m 3 and a thickness of 0.05λ or more is provided between the piezoelectric layer and the element layer. 2. The bulk acoustic according to claim 1, further comprising at a position between and wherein the value of λ is based on a dimension of a pattern or feature defined by said top conductive layer or based on said thickness of said LiNbO3 single crystal. resonator. 2λ以下の厚さを有しSiおよび酸素を含む温度補償層を前記圧電層と前記素子層との間の位置にさらに含み、λの値が、前記上面導電層によって画定されたパターンもしくは特徴の寸法に基づくか、または前記LiNbO単結晶の前記厚さに基づく、請求項1に記載のバルク音響共振器。 further comprising a temperature compensating layer having a thickness of 2λ or less and comprising Si and oxygen at a location between said piezoelectric layer and said device layer, wherein the value of λ is equal to or less than the pattern or feature defined by said top conductive layer. The bulk acoustic resonator of claim 1, based on dimensions or based on the thickness of the LiNbO3 single crystal. パッシベーション層をさらに含む、請求項1に記載のバルク音響共振器。 3. The bulk acoustic resonator of Claim 1, further comprising a passivation layer. 複数の交互に重なった温度補償層および高音響インピーダンス層を前記圧電層と前記素子層との間の位置にさらに含む、請求項1に記載のバルク音響共振器。
3. The bulk acoustic resonator of claim 1, further comprising a plurality of alternating temperature compensating layers and high acoustic impedance layers at locations between the piezoelectric layer and the device layer.
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